铁路钢轨为什么不锈蚀

钢材有以下几种材质分类，按照概念，生产方法，化学成分，有不同的材质分类。

1、钢材的概念：钢材是钢锭、钢坯或钢材通过压力加工制成我们所需要的各种形状、尺寸和性能的材料。

钢材是国家建设和实现四化必不可少的重要物资，应用广泛、品种繁多，根据断面形状的不同、钢材一般分为型材、板材、管材和金属制品四大类、为了便于组织钢材的生产、订货供应和搞好经营管理工作，又分为重轨、轻轨、大型型钢、中型型钢、小型型钢、钢材冷弯型钢，优质型钢、线材、中厚钢板、薄钢板、电工用硅钢片、带钢、无缝钢管钢材、焊接钢管、金属制品等品种。

2、钢材的生产方法

大部分钢材加工都是钢材通过压力加工，使被加工的钢（坯、锭等）产生塑性变形。根据钢材加工温度不钢材同以分冷加工和热加工两种。钢材的主要加工方法有：

轧制：将钢材金属坯料通过一对旋转轧辊的间隙（各种形状），因受轧辊的压缩使材料截面减小，长度增加的压力加工方法，这是生产钢材最常用的生产方式，主要用来生产钢材型材、板材、管材。分冷轧、热轧。

锻造钢材：利用锻锤的往复冲击力或压力机的压力使坯料改变成我们所需的形状和尺寸的一种压力加工方法。一般分为自由锻和模锻，常用作生产大型材、开坯等截面尺钢材寸较大的材料。

拉拨钢材：是将已经轧制的金属坯料（型、管、制品等）通过模孔拉拨成截面减小长度增加的加工方法大多用作冷加工。

挤压：是钢材将金属放在密闭的挤压简内，一端施加压力，使金属从规定的模孔中挤出而得到有同形状和尺寸的成品的加工方法，多用于生产有色金属材钢材

一、黑色金属、钢和有色金属 在介绍钢的分类之前先简单介绍一下黑色金属、钢材钢与有色金属的基本概念。

1、黑色金属是指铁和铁的合金。如钢、生铁、铁合金、铸铁等。钢和生铁都是以铁钢材为基础，以碳为主要添加元素的合金，统称为铁碳合金。

生铁是指把铁矿石放到高炉中冶炼而成的产品，主要用来炼钢和钢材制造铸件。 把铸造生铁放在熔铁炉中熔炼，即得到铸铁（液状），把液状铸铁浇铸成铸件钢材，这种铸铁叫铸铁件。

铁合金是由铁与硅、锰、铬、钛等元素组成的合金，铁合金是炼钢的原料之一，在钢材炼钢时做钢的脱氧剂和合金元素添加剂用。

2、把炼钢用生铁放到炼钢炉内按一定工艺熔炼，即得到钢。钢的产品有钢锭、连铸坯和直钢材接铸成各种钢铸件等。通常所讲的钢，一般是指轧制成各种钢材的钢。钢材钢属于黑色金属但钢不完全等于黑色金属。

3、钢材有色金属又称非铁金属，指除黑色金属外的金属和合金，如铜、锡、铅、锌、铝以及黄铜、青铜、铝合金和轴承合金等。另外在工业上还采用铬、镍、锰、钼、钴钢材、钒、钨、钛等，这些金属主要用作合金附加物，以改善金属的性能，其中钨、钢材钛、钼等多用以生产刀具用的硬质合金。以上这些有色金属都称为工业用金属，钢材此外还有贵重金属：铂、金、银等和稀有金属，包括放射性的铀、镭等钢材。

二、钢材材质分类

钢是钢材含碳量在004%-23%之间的铁碳合金。为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过17%。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。钢的分类方法多种钢材多样，其主要方法有如下七种：

1、钢材按品质分类

(1) 普通钢（P≤0045%，S≤0050%）

(2) 优钢材质钢（P、S均≤0035%）

(3) 高级优质钢（P≤0035%，S≤0030%）

2、按化学成份分类

(1) 碳素钢：钢材a低碳钢（C≤025%）；b中碳钢（C≤025~060%）；c高碳钢（C≤060%）。

(2) 合金钢：a低合金钢（合金元素总含量≤5%）；b中合金钢（合金元素总含量＞5~10%）；c高合金钢（合金元素总含量＞10%）。

3、钢材按成形方法分类：(1) 锻钢；(2) 铸钢；(3) 热轧钢；(4) 冷拉钢。

4、钢材按金相组织分类

(1) 退火状态的：a亚共析钢（铁素体+珠光体）；b共析钢（珠光体）；c过共钢材析钢（珠光体+渗碳体）；d莱氏体钢（珠光体+渗碳体）。

(2) 正火状态的：a珠光体钢；b贝氏体钢；c马氏体钢；d奥氏体钢。

(3) 钢材无相变或部分发生相变的 5、按用途分类

(1) 建筑及工程用钢：a普通碳素结构钢；b低合金结构钢；c钢筋钢。

(2) 钢材结构钢

a机械制造用钢：(a)调质结构钢；(b)表面硬化结构钢：包括渗碳钢、渗氨钢、表面淬火用钢；(c)易切结构钢；(d)冷塑性成形用钢：包括冷冲压用钢、冷镦用钢。

b弹簧钢

c轴承钢

(3) 工具钢：a碳素工具钢；b合金工具钢；c高速工具钢。

(4) 特殊性能钢：a不锈耐酸钢；b耐热钢：包括抗氧化钢、热强钢、气阀钢；c电热合金钢；d耐磨钢；e低温用钢；f电工用钢。

(5) 专业用钢——如桥梁用钢、船舶用钢、锅炉用钢、压力容器用钢、农机用钢等。

6、综合分类

(1)普通钢

a碳素结构钢：(a) Q195；(b) Q215(A、B)；(c) Q235(A、B、C)；(d) Q255(A、B)；(e) Q275。

b低合金结构钢

c特定用途的普通结构钢

(2)优质钢（包括高级优质钢）

a钢材结构钢：(a)优质碳素结构钢；(b)合金结构钢；(c)弹簧钢；(d)易切钢；(e)轴承钢；(f)特定用途优质结构钢。

b工具钢：(a)碳素工具钢；(b)合金工具钢；(c)高速工具钢。

c特殊性能钢：(a)不锈耐酸钢；(b)耐热钢；(c)电热合金钢；(d)电工用钢；(e)高锰耐磨钢。

7、按冶炼方法分类

(1) 按炉种分

a平炉钢：(a)酸性平炉钢；(b)碱性平炉钢。

b转炉钢：(a)酸性转炉钢；(b)碱性转炉钢。或 (a)底吹转炉钢；(b)侧吹转炉钢；(c)顶吹转炉钢。

c 电炉钢：(a)电弧炉钢；(b)电渣炉钢；(c)感应炉钢；(d)真空自耗炉钢；(e)电子束炉钢。

(2)钢材按脱氧程度和浇注制度分

a沸腾钢；b半镇静钢；c镇静钢；d特殊镇静钢。

钢号四种

I级 HPB235(Q235)钢筋，标准强度 235 N/mm2

Ⅱ级 HRB335(20MnSi) 335

Ⅲ HRB400(20MNSiV) 400

Ⅳ RRB400(20MnSi) 400

综合钢材材质分类： (1)普通钢a碳素结构钢：(a) Q195；(b) Q215(A、B)；(c) Q235(A、B、C)；(d) Q255(A、B)；(e) Q275。b低合金结构钢c特定用途的普通结构钢

(2)优质钢（包括高级优质钢）

a结构钢：(a)优质碳素结构钢；(b)合金结构钢；(c)弹簧钢；(d)易切钢；(e)轴承钢；

(f)特定用途优质结构钢。

b工具钢：(a)碳素工具钢；(b)合金工具钢；(c)高速工具钢。c特殊性能钢：(a)不锈耐酸钢；(b)耐热钢；

(c)电热合金钢；(d)电工用钢；(e)高锰耐磨钢

钢轨需要承受机车的压力、摩擦和冲击载荷,要求有足够的强度、硬度及韧性，质量要求较高，必须检验其力学性能，并进行低倍组织检验和落锤试验等。

高强度、高韧性贝氏体钢轨”及包钢承担的重大科技项目“稀土高强耐候钢”，通过专家鉴定。专家一致认为，贝氏体钢轨是铁路钢轨材料研发史上的一次重大突破，填补了我国高速、重载钢轨的空白，达到国际先进水平。

目前，国外钢轨的用材基本上是珠光体钢，该钢轨虽然可通过合金化或热处理技术工艺提高强度，但已接近极限，无法从根本上解决在提高强度的同时保持较好韧性的问题，更无法满足铁路高速、重载对钢轨及道岔轨越来越高的技术要求。贝氏体钢是清华大学方鸿生教授的发明专利，2005年经包头市科技局协调，促成包钢与清华大学的合作，列为包头市重点产学研合作项目。贝氏体钢轨解决了强度、韧性、塑性、加工性能都同时满足要求的技术难题。经沈阳局、石太线、京包线、大秦铁路线近两年的运行试验证明，贝氏体道岔轨比目前使用的道岔轨强度可提高2倍以上，韧性可提高4倍以上，寿命可提高3倍以上。在去年10月铁道部组织的“铁路重轨道岔轨结构及材料优化研究”招标项目会上，包钢以绝对优势一举中标。下一步推广到曲线轨、组合道岔轨及其它品种上，经济社会效益将更加显著。

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