文档介绍：钢轨的材质和机械性能
钢轨的材质和机械性能主要取决于钢轨的化学成分、物理力学性能、金属组织及热办理工
艺。
钢轨钢的化学成分除含铁（Fe）外，还含有碳（C）、锰（Mn）、硅（Si）及磷（P）、硫
钢轨的材质和机械性能
钢轨的材质和机械性能主要取决于钢轨的化学成分、物理力学性能、金属组织及热办理工
艺。
钢轨钢的化学成分除含铁（Fe）外，还含有碳（C）、锰（Mn）、硅（Si）及磷（P）、硫
S）等元素。碳对钢的性质影响最大。提升钢的含碳量，其抗拉强度、耐磨性及硬度均迅速
增添。比方，当含碳量从%增添为%，可使平炉钢轨的耐磨性能提升60%。但含碳量过高，也会
使钢轨的伸长率、断面缩短率和冲击韧性显着降落。所以，一般含碳量不高出%。
锰能够提升钢的强度和韧性，去除有害的氧化铁和硫夹杂物，其含量一般为%～%。锰含量高出%者称中锰钢，其抗磨性能很高。
硅易与氧化合，故能去除钢中气泡，增添密度，使钢质密实认真。在碳素钢中，硅含量一
般为%~%。
磷与硫在钢中均属有害成分。磷过多（高出%），使钢轨拥有冷脆性，在冬天寒冷地区，
易忽然断裂。硫不溶于铁，不论含量多少均生成硫化铁，在985℃时，呈晶态结晶析出。这类
晶体性脆易溶，使金属在800~1200℃时发脆，在钢轨轧制或热加工过程中简单出现大量废品。
所以磷、硫的含量一定严格加以控制。
表中除U71、U74为碳素钢外，其余均为提升锰、硅含量或增添铜含量的中锰、高硅或含
铜合金钢。
钢轨钢的物理力学性能包含强度极限σb、信服极限σs、疲倦极限σr、伸长率δ5、断
面缩短率ψ、冲击韧性(落锤试验)αh及硬度等。这些指标对钢轨的承载能力、磨损、压溃、
断裂和其余伤损有很大的影响。
钢轨接头处轮轨冲击力很大，为增强接头处钢轨的抗磨能力，在钢轨两端30~70mm范围内
进行轨顶淬火，淬火深度达8-12mm。
为提升钢轨耐磨和抗压性能，还应付钢轨进行全长淬火办理。它是采纳电感觉加热的方法，
以局部改变轨头钢的组织，进而提升钢轨的强度和韧性。
综前所述，为适应高速、重载的需要，钢轨要重型化，但钢轨重型化后，若不采纳增强技
术，又会带来其余的问题。因为重型钢轨的刚度大，相应波折变形较小，列车车轮对钢轨的
动力作用大部分作用在轮轨接触区，同时因为重型钢轨扭转中心凑近轨底，轨尖产生的纵向正
应力远远大于轨底的纵向正应力，进而加速了重型钢轨轨头病害的发展。一般来讲，钢轨愈重，
钢轨的伤损数目减少，但接触疲倦伤损总数的比率提升。如前苏联实现钢轨重型化后，钢轨伤
损总数目大量减少，但50kh/m、65kg/m、75kg/m钢轨的轨头伤损却分别占伤损总数的75%