为什么火车轨道,宁愿用生锈的铁也不用不锈钢?用了会怎么样?
据有关部门统计,全世界每年有将近30%的钢铁制品因生锈而报废,且那些生锈的钢铁,其品质和使用寿命也都会大大降低。铁生锈的危害这么大,可为什么火车轨道却偏偏要用生锈的铁而不用不锈钢呢?
其实,如今的铁轨用的并不是纯铁,而是含锰量在10%以上,并且添加了碳元素的合金钢,也叫高锰钢。这类钢铁的强度和韧性要远超其他铁元素为主的合金,但由于铁元素的存在,生锈还是不可避免的。只是与普通钢铁不同,高锰钢致密的锈层只存在于表面,内部不会受到影响,就像一层保护膜一样,所以即使生锈了,也不会影响铁轨本身的特性。不过,既然会生锈,多多少少都会产生损耗,为什么一开始不直接使用不锈钢来做铁轨呢?
这就从不锈钢的性质说起了,虽然内部有抗腐蚀的各元素存在,但不锈钢的硬度较低且韧性不足,质地偏软,如果拿来做钢轨,不耐磨不说,动辄上百吨的火车轻易就能将它压变形。并且不锈钢里添加的铬和镍都是比较稀缺的矿产,这样做出来的不锈钢价格要远超高锰钢,用来做铁轨也十分不划算。那么对于会生锈的铁轨来说,它用不用做防锈处理呢?其实大面积的防锈是不用的,因为在车轮与轨面之间频繁的摩擦会使接触面不易生锈,轨底一旦生锈,锈层也会保护它不再继续被锈蚀。
再者,轨道的碎石子具有很好的透水性,使得铁轨不易受雨水或者潮湿影响,风雨一过,很快就会变得干燥。至于需要注意防锈的则是一些重点区域,例如钢轨接头部位、夹板螺栓尖、轨尖端以及容易发生摩擦的铁轨弯曲段等,常用的方法就是清理和涂油。另外,在那些隧道内的轨道,因环境潮湿,有害因素多,列车排出的废气、废水等不易及时扩散,铁轨更易生锈,也需要进行防锈处理。用的是电化学中牺牲阳极的阴极保护法来保护铁轨。具体就是每隔一根轨枕就系上一块三厘米乘三厘米的芯片,通过芯片不断向铁轨表面施加电流,让铁轨成为阴极,从而使金属腐蚀发生的电子迁移得到抑制,避免或减弱腐蚀的发生。简单来说,就是阳极金属芯片用自己的消耗保护了铁轨不受侵蚀。