我们日常所见的火车轨道不是光滑平整的样子,而是由一个个铁轨拼接而成的轨道,每一片铁轨都有着很大的分量,火车正是依靠这些铁轨才能在轨道上行驶。
初期火车轨道采用的是普通铁,后来因为这种铁容易断裂,才开始采用其他材料。
锰钢被选为火车轨道的材料,那么锰钢和普通铁有什么区别?
火车轨道的上面是用锰钢制作,但下面却铺着一层碎石,这层碎石的作用是什么?
火车轨道和火车的材料都有着怎样的特点?
“钢铁”是一体的,但它也分为很多种材质。
“钢”的成分是铁元素,而“铁”的成分有多种,比如我们平时食用的食盐中就有铁元素,而“铁”在原子层面上成组存在的单质。
铁的特性是极具磁力,硬度高,但脆性也高,所以在用铁做材料的时候往往会加入其他元素提高它的硬度和韧性。
而“钢”的特性有的甚至比“铁”要好,比如强烈的抗腐蚀性,以及良好的锻造性。
钢的硬度大,所以作为火车轨道的材料有着很好的受力表现。
锰钢是我们所说的“钢”的一个种类,锰钢则是添加了锰和碳的“钢”。
添加的锰和碳元素提高了锰钢的硬度和韧性,这样也能够对火车的重压有更强的承受力,阻止轨道被压断的情况。
锰的加入不仅提高了锰钢的硬度,在锰的作用下,钢的可塑性也提高了。
塑性提高的同时,有的抗拉伸性反而降低了,但韧性却提升了,这样即便锰钢受到了冲击,也不会导致断裂。
而碳的加入则能够进一步提高锰钢的韧性。
而锰钢的硬度有多高,能够达到HRC60,这是一个非常高的数值。
而锰钢最为特殊的地方就是它表面生锈的时候,却形成一层保护性的锈膜。
火车轨道会暴露在外,长期受到风吹日晒的影响,铁轨表面自然会生锈。
但锈只是影响外观,并不会影响铁路的正常运转。
铁路轨道的生锈,可以有效的提高钢铁的耐腐蚀性,还能够提高钢铁的强度。
火车是我们出行的一种交通工具,火车所用的铁轨是铁路的一种。
而铁路是铁路客车和货车所要依附的地面设施,统称“轨道”。
而火车正是运行在轨道上的一种铁路运输交通工具,同时也被称为“火车”。
火车是一个非常有趣的交通工具,就像人们熟悉的电车。
在很久很久之前,人们就凭借着大自然的力量,创造出了有轨铁路。
有的地方为了提高行驶的速度,创造出了蒸汽机车。
铁路常见的类型有货车、客车和电车,货车是指用于运输货物的车辆,而客车是指用于载客的车辆,电车就是用电力作为动力的列车。
火车在铁轨上行驶,车轮则是用铸铁制成的。
铸铁又叫灰铁,它是由铁水冷却而成的一种铁。
铸铁有着非常高的硬度和较强的耐磨性,其耐热性也非常好。
通常情况下,铸铁车轮的硬度能够达到HSD90,能承受的温度能够达到600度。
铸铁车轮的表面非常光滑,不容易生锈。
看到火车轨道上面有铁轨,下面有一层碎石,不得不问了,这些碎石起到什么作用?
这层碎石的存在是有原因的,轨道下铺碎石,主要是为了承受火车带来的压力。
火车在行驶时,特别是经过一些桥梁或者隧道等建筑物的时候,都会受到很大的冲击和压力,而碎石则会将这些压力分散到更大的表面上,这样就不会对地表造成很大的压力。
碎石对于火车轨道来说,起到的作用不仅分担着火车轨道的压力,还能够减震。
碎石可以在火车经过时透明震动,这样就能让铁路轨道更稳固。
与此同时,碎石还能起到保持轨距的作用,轨距就是两条轨道之间的距离。
实际上,火车轨道下的这层碎石可以分为三层,这三层碎石一起构成了路基,而路基就是铁路轨道的基础。
下层的碎石主要是负责承重,上层的碎石主要是负责稳定的,具有很好的压缩性。
而中层的碎石则是承担着减震保温的作用。
轨道下面还有混凝土的基础,轨道和混凝土基础之间用砂来隔离,它们之间的作用是为了排水。
碎石的铺设不仅能够有效的减震,避免火车轨道因震动而形成大幅度的移动,损坏轨道的结构,同时还能起到排水的作用,保证铁路轨道不会因雨水的浸泡,从而被腐蚀,影响铁轨的安全性。
锰钢的运用优势非常多,所以作为火车轨道材料的性质是非常稳定的,尽管锰钢会生锈,但锈主要是影响外观,并不会影响轨道的强度。
锰钢的强度非常高,所以火车轨道所用的锰钢可以说是非常安全的,维护费用也不高。
如果采用不锈钢的话,成本就会高出许多。
不锈钢顾名思义是不锈的钢铁,它的主要成分是铁和铬元素,同时还会加入镍和钼等金属元素,这些元素的目的就是提高不锈钢的耐磨性和抗热腐蚀的能力。
不锈钢一般要高于HRC55,不锈钢在还有一个特点就是抗腐蚀的能力比锰钢好。
但不锈钢的抗腐蚀性不是在高温环境下呈现出来的,当环境温度低于10度时,不锈钢会慢慢的变得脆弱,丧失原有的硬度。
这样一来,不锈钢就不适合制造火车轨道了,高温会影响不锈钢的强度,温度降低的时候不锈钢又会变得脆弱。
并且不锈钢的成本也高于锰钢,不可能用来大规模铺设火车轨道。
并且不锈钢的成本是锰钢的几倍之多,根本不是锰钢可以比拟的。
不锈钢的硬度差也会影响轨道的安全性,并且不锈钢无法很好的实现正轨。
锰钢之所以能成为火车轨道的材料,是因为它的各项特性比较符合火车轨道的需求,而且锰钢的价格相对来说也比较低。
火车轨道下面的碎石则是起到减震的作用,轨道的强度和材料的性质关系较大,锰钢的抗压能力强,适合铺设轨道。
锰钢的成本低,还非常耐磨,地震时也不会轻易受损。
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