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24
2025
-
07
驰能铝业前沿·为什么火车的轨道不用不锈钢，而是生锈的铁？
为什么火车的轨道总是锈迹斑斑？
这与建造铁轨的材料有关，下面我们就来介绍铁轨的材料。
为什么铁轨总是锈迹斑斑？
铁轨是铁路轨道的简称，铁轨是习惯说法，它是由高硬度、高韧性的钢材建造。为提高抗压耐磨强度，通常加入了锰元素。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，会对内部形成保护作用，不会影响使用。
铁和钢是以含碳量的多少来区别的。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。钢有韧性、弹性还有刚性；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%以上的钢就不生锈，这时铬与腐蚀介质的氧化作用，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，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，当然会用铁。
之所以不可以用不锈钢，是因为耐性不够，热胀冷缩之下很容易损坏。在日常的风吹雨淋和曝晒之下，不锈钢会很容易损坏。而现在所用的这种高锰铁轨虽然看起来生锈，但是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，不会影响使用。
不锈钢材料特性
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，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。不锈钢有很多个品种类别，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；有经验的人就知道，光亮的不锈钢板极易被划伤就是因为质地较软的缘故。
从技术上来看，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的地方使用，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，有用、好用的东西总要用到关键的地方，不能随意使用浪费。
从成本上说，买材料、做零件和装机器都会考虑到成本的因素。不锈钢的价格比普通钢材、铝材、镁铝合金以及塑料等其他材料的价格高得多，价格相差好几倍。
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，例如：喷漆、喷粉、电镀、电泳、表面氧化和表面化学处理（氮化、氰化等）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。
本文来源：机械自动化圈子
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