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火车轨道为什么会生锈
来源:青少年创新科技网 时间:2025-02-17

  老式的铁轨都有着斑驳的锈迹,依然在风雨中延伸向远方,为什么修建火车轨道的时候,不用不锈钢材料呢?长时间的户外风吹雨打,生锈的铁材质最后不会腐烂吗?

  火车刚出现的时候,因为当时冶炼水平原因,使用的都是铁质轨道进行铺设,时间长了之后,经过雨淋和氧化等原因,生锈后的铁容易出现损坏的情况。随着科技水平的不断提升,现在使用的轨道材质也为了提高抗压耐磨强度,通常会加入锰元素。锰钢坚硬耐磨、有一定的冲击韧性,符合制造铁轨的条件。此外,锰钢轨密度很大,当表面生成氧化锈膜后,会对其内部形成保护作用,不会影响使用。

  铁和钢是以含碳量多少进行区分。含碳量在2%以下的铁碳合金是钢,含碳量在2%以上的则称之为生铁。

  从冶金角度来说,并没有不锈铁这一说法。不锈钢也是钢的一种,钢是有韧性、弹性及刚性。就生锈来说,生锈就是不耐腐蚀,决定不锈钢抗腐蚀的主要元素是铬。铬元素含量在10.5%以上的钢就不会生锈,铬与腐蚀介质的氧作用下,在其表形成氧化膜,可以阻止基本的进一步腐蚀。

  制铁的成本远低于不锈钢,当在设计制造一些使用寿命较短,且铁质能够满足材料使用要求的物品时,就会用铁。之所以不用不锈钢,是因为其耐性不够,在热胀冷缩情况下很容易发生损坏。在日常的风吹雨淋和曝晒之下,不锈钢也会很容易损坏。而现在所用的这种高锰铁轨虽然看起来表面生锈,但只是表面上有一层锈迹,内部还是完好如初的。另外,锰钢轨密度很大,当表面生成氧化锈膜后,会对内部形成保护作用,并影响使用。

  不锈钢还有其他一些特性。首先从技术上说,一般人都认为不锈钢是不生锈的,事实上,从锻造金属角度来看,没有不生锈的金属,不锈钢和其他合金一样,也是生锈的,只是不锈钢生锈以后表面氧化膜(锈迹)颜色就是不锈钢的外观颜色,而且这层氧化膜比较致密,可以防止内部组织的进一步氧化生锈。但是,这层氧化膜在一定条件下依然可以被腐蚀,尤其是在潮湿的酸性环境中腐蚀很明显。所以,很多情况下不能使用不锈钢。

  不锈钢是德国科学家发明出来的,却被英国科学家在一次世界大战时期无意中发现并推广使用,当时英国政府委托兵工厂,研究武器的改造,因为步枪枪膛容易磨损,于是科学家就想发明一种不容易磨损的合金钢,而且最好还能有很好的防锈功能。当研究没有进展时,发现了德国科学家研究出来的不锈钢材料,但是经过试验发现不适合制造枪膛,因为不锈钢具有不怕酸、碱、盐的特点,于是被制造成了各种餐具来使用,一直很受人们欢迎,沿用至今。

  不锈钢有很多品种类别,而且不锈钢(尤其奥氏体不锈钢)硬度较低,比如用来制刀就很难出锋,即便出锋也很容易变钝。有经验的人知道,光亮的不锈钢板极易被划伤就是因为质地较软的缘故。

  技术上说,不锈钢不是不生锈,而是生锈后颜色与生锈前颜色差不多。其性能也并不适合所有地方使用,所以不能一概而论地用不锈钢代替其他材料。从资源上说,不锈钢中使用的镍和铬都是比较稀缺的矿产,尤其是镍比较紧缺,不能随意使用浪费。从成本上说,买材料、做零件、装机器都会考虑成本的。不锈钢的价格比普通钢材、铝材、镁铝合金、塑料等其他材料的价格高得不止是一点点,而是相差好几倍。只要便宜的材料能够满足要求,谁会用贵的材料呢?

  另外,即便是其他材料生锈、不耐腐蚀,现在也有很多种表面处理技术,可以保护材料不受腐蚀,比如:喷漆、喷粉、电镀、电泳、表面氧化、表面化学处理(氮化、氰化等等)都能改善材料表面腐蚀问题。所以也不一定就是生锈的材料就不能用到有腐蚀的地方。综合来看,就是不锈钢并不能用来代替其他所有材料,只有充分综合考虑了零件功能、材料性能、工作环境、零件成本、加工性能和可能性等因素后,才能给零件选定一个合适的材料。

  (环 球)

  老式的铁轨都有着斑驳的锈迹,依然在风雨中延伸向远方,为什么修建火车轨道的时候,不用不锈钢材料呢?长时间的户外风吹雨打,生锈的铁材质最后不会腐烂吗?

  火车刚出现的时候,因为当时冶炼水平原因,使用的都是铁质轨道进行铺设,时间长了之后,经过雨淋和氧化等原因,生锈后的铁容易出现损坏的情况。随着科技水平的不断提升,现在使用的轨道材质也为了提高抗压耐磨强度,通常会加入锰元素。锰钢坚硬耐磨、有一定的冲击韧性,符合制造铁轨的条件。此外,锰钢轨密度很大,当表面生成氧化锈膜后,会对其内部形成保护作用,不会影响使用。

  铁和钢是以含碳量多少进行区分。含碳量在2%以下的铁碳合金是钢,含碳量在2%以上的则称之为生铁。

  从冶金角度来说,并没有不锈铁这一说法。不锈钢也是钢的一种,钢是有韧性、弹性及刚性。就生锈来说,生锈就是不耐腐蚀,决定不锈钢抗腐蚀的主要元素是铬。铬元素含量在10.5%以上的钢就不会生锈,铬与腐蚀介质的氧作用下,在其表形成氧化膜,可以阻止基本的进一步腐蚀。

  制铁的成本远低于不锈钢,当在设计制造一些使用寿命较短,且铁质能够满足材料使用要求的物品时,就会用铁。之所以不用不锈钢,是因为其耐性不够,在热胀冷缩情况下很容易发生损坏。在日常的风吹雨淋和曝晒之下,不锈钢也会很容易损坏。而现在所用的这种高锰铁轨虽然看起来表面生锈,但只是表面上有一层锈迹,内部还是完好如初的。另外,锰钢轨密度很大,当表面生成氧化锈膜后,会对内部形成保护作用,并影响使用。

  不锈钢还有其他一些特性。首先从技术上说,一般人都认为不锈钢是不生锈的,事实上,从锻造金属角度来看,没有不生锈的金属,不锈钢和其他合金一样,也是生锈的,只是不锈钢生锈以后表面氧化膜(锈迹)颜色就是不锈钢的外观颜色,而且这层氧化膜比较致密,可以防止内部组织的进一步氧化生锈。但是,这层氧化膜在一定条件下依然可以被腐蚀,尤其是在潮湿的酸性环境中腐蚀很明显。所以,很多情况下不能使用不锈钢。

  不锈钢是德国科学家发明出来的,却被英国科学家在一次世界大战时期无意中发现并推广使用,当时英国政府委托兵工厂,研究武器的改造,因为步枪枪膛容易磨损,于是科学家就想发明一种不容易磨损的合金钢,而且最好还能有很好的防锈功能。当研究没有进展时,发现了德国科学家研究出来的不锈钢材料,但是经过试验发现不适合制造枪膛,因为不锈钢具有不怕酸、碱、盐的特点,于是被制造成了各种餐具来使用,一直很受人们欢迎,沿用至今。

  不锈钢有很多品种类别,而且不锈钢(尤其奥氏体不锈钢)硬度较低,比如用来制刀就很难出锋,即便出锋也很容易变钝。有经验的人知道,光亮的不锈钢板极易被划伤就是因为质地较软的缘故。

  技术上说,不锈钢不是不生锈,而是生锈后颜色与生锈前颜色差不多。其性能也并不适合所有地方使用,所以不能一概而论地用不锈钢代替其他材料。从资源上说,不锈钢中使用的镍和铬都是比较稀缺的矿产,尤其是镍比较紧缺,不能随意使用浪费。从成本上说,买材料、做零件、装机器都会考虑成本的。不锈钢的价格比普通钢材、铝材、镁铝合金、塑料等其他材料的价格高得不止是一点点,而是相差好几倍。只要便宜的材料能够满足要求,谁会用贵的材料呢?

  另外,即便是其他材料生锈、不耐腐蚀,现在也有很多种表面处理技术,可以保护材料不受腐蚀,比如:喷漆、喷粉、电镀、电泳、表面氧化、表面化学处理(氮化、氰化等等)都能改善材料表面腐蚀问题。所以也不一定就是生锈的材料就不能用到有腐蚀的地方。综合来看,就是不锈钢并不能用来代替其他所有材料,只有充分综合考虑了零件功能、材料性能、工作环境、零件成本、加工性能和可能性等因素后,才能给零件选定一个合适的材料。

  (环 球)