logo

微信

客户服务热线

86-0755-29195055

在线客服

资讯栏目

当前位置: 首页 > 新闻资讯 > 行业资讯

铁轨中加入这种元素,竟能历经百年不腐烂

铁路在我国历史上并不算悠久,从第一条詹天佑的人字形铁路算起也不过才100多年,在詹天佑修建完铁路之后,四通八达的铁路也是逐渐建立,但随着经济发展,清朝使用的铁轨都被更换过了,但还有一条唯一仍在使用铁路,至今都没有生锈。
说起铁轨,那肯定离不开钢铁,熟悉历史的人知道:汉阳兵工厂和汉阳钢铁厂,这两大企业奠定了大武汉的工业都市地位,也开启了中国的近现代化潮流。

一批汉阳钢铁厂百年前生产的铁轨引起了关注。这批铁轨为武钢公司东干线的护轨。百余米长的护轨段中,除了有汉阳钢铁厂1896年生产的铁轨,居然还有百年前来自德国、英国、比利时的进口货,共计15条。更令人称奇的是,这条由多国百岁铁轨组成的轨道,至今仍能跑火车。
让人疑惑的是,武钢1955年始建,而这条轨道也为上世纪70年代铺设。不同生产国、不同型号、年代久远的铁轨从何而来?为何聚集在百余米轨道范围内?历经百年风雨为何不腐烂?
发现
武钢铁路升级改造 工人发现百年铁轨
7月6日下午3点,武钢运输部工务段职工郭参峰与同事一起,参与修复武钢东干线干1线的工作。他们在武钢站G2K0+456桥梁线铁路处,意外发现一根标有“漢陽鐵廠造民國六年”字样的护轨。“这根护轨有近10米长,和其它拆卸下来的护轨一道,堆放在轨道旁的空地上。”郭参峰事后回忆,如果不是竖立堆放,钢轨上的字很难被发现,他用手机将其拍摄下来。随后,得知消息的工长陈克全和工友们赶来,一起沿铁路寻找,竟然在相邻百米长的铁路线上,又找到一些有不同标记的铁轨,有的还写着英文。这些铁轨全部为轨道内侧的护轨。



百年前铁轨现身的消息传回武钢厂区,立即引来关注。武钢此前发现旧铁轨,最早的生产日期为1917年。
经过清点,共发现15根百年铁轨。其中:汉阳钢铁厂制造8根,标有英文的7根(后证德、英各生产3根,比利时生产1根)。6根汉阳钢铁厂造铁轨被首先运回武钢厂区妥善保管;剩余的暂留在轨道线上,待拆卸后运回。
疑问
历经百年不腐烂 “多国”铁轨从何而来
经过查看,武钢的工作人员很快发现:这些穿越百年风雨的铁轨,标注的生产时间从“1896年”至“民国陆年拾月”不等。系列疑问也随即摆在研究者的面前:武钢始建于1955年,而发现百岁铁轨的武钢干1线轨道,是上世纪70年代才铺设建成,生产时间早于武钢创厂半个世纪的铁轨,到底是从何而来?为什么会有不同的产地和生产日期的铁轨集中地铺设在一起?标注英文的铁轨是百年前的进口产品吗?新生产出的铁轨存放不科学,堆放在墙角风吹日晒,不出几月便会起皮生锈,这些铁轨历经百年沧桑,却安然无恙,上面的字迹仍清晰可辨?
围绕这些问题,武钢厂内掀起了热烈的讨论。有人猜测说,是不是上世纪50年代“平汉铁路”停运后,拆除后留下的?还有人猜想:上世纪五六十年代实行计划经济,全国集中人力物力建设武钢,但铁轨又不够,这15根老铁轨是不是国家从各地调拨而来的?
一名在武钢工作多年,对铁路建设和改造情况比较了解的老工程师介绍:老铁轨所在的东干线是当年为配合武钢的“一米七”工程兴建,1975年开工,1979年交付使用,当时由中铁二、五局负责施工。在东干线建设之前的1957年10月,武汉长江大桥建成通车,原来的“平汉线”(后更名为京汉铁 路)铁路上铁轨,在大桥通车前拆掉,大部分铁轨按规定进入武钢高炉冶炼,少部分可能作为备用品保存下来,这可能是如今武钢东干线上发现的老铁轨。
揭秘
8根铁轨系“汉阳造” 能使用或因锰含量高
通过铁轨上标注的“BARROW STEEL SEC435”、“BOCHUM”等字样,武钢工作人员查阅资料后得知,这些铁轨的生产商来自德 国、英国和比利时。其中德国与英国生产的各3根,比利时生产的1根。“通过图片和描述,8根汉阳铁厂的铁轨应该是该厂早期的产品。”武汉张之洞与汉阳铁厂博物馆顾问、原馆长顾必阶介绍,1890年诞生的汉阳铁厂,是当时中国第一家,也是最大的钢铁联合企业,“当时生产钢铁的有美、法、英、德、比利时等国, 每个国家的产品规格和标注均不相同,汉阳钢厂引进的是英国的炉机设备,因而采用的是英式规格。”
按照英式规格,每段铁轨的长度为30英尺(9.144米),每米重量为38公斤。老铁轨的长度和重量得到武钢工作人员的证实,“目前的东干线改造,便是要从38公斤/米的铁轨,升级成重60公斤/米的铁轨”。顾必阶推断,8根汉阳铁厂的铁轨,应该是京汉铁路汉滠段(汉口-硚口-滠口)的铁轨。
对于“进口”的百岁老铁轨,顾必阶表示,比利时的钢轨应该与1894年比利时承接京汉铁路有关;而德国、英国的6根铁轨,则极有可能与汉阳铁厂相关。“汉阳铁厂建厂时,厂区内的6公里铁路,以及到黄石大冶的35公里运矿铁路,铁轨便是从德国和英国进口。”
百岁铁轨为何不锈?顾必阶介绍,汉阳铁厂制造的虽名为铁轨,实际上是钢轨;其次,这种钢轨特别加入防腐蚀的锰,只要不长期浸泡于水中,十分耐风 吹日晒。武钢工程师樊嘉谦也表示,这些百岁铁轨主要放置在铁道内侧,作为护轨使用,极少用来跑火车,所以耐用。至于多国铁轨集中铺设在一起,武钢一名工程师认为,上世纪70年代物资相对匮乏,为修建铁路只能“拼凑”,而这批铁轨可能都来自汉阳钢铁厂的“库存”,他依稀记得那段时间汉阳钢铁厂曾进行过调整。
铁轨所用材料为什么是锰钢?
铁轨即是钢轨,钢轨是用高锰钢制成的。
锰钢是一种高强度的抗磨钢,主要用于需要承受冲击、挤压、物料磨损等恶劣工况条件,破坏形式以磨损消耗为主,部分断裂、变形。铸造耐磨钢和抗磨钢以奥氏体锰钢为主,在一定的条件下经适当热处理的低合金钢也有很好的效果,石墨钢则用于润滑摩擦的工况条件。


耐磨高锰钢特别适用于冲击磨料磨损和高应力碾碎磨料磨损工况,常用于制造球磨机衬板,锤式破碎机锤头,颚式破碎机颚板,圆锥破碎机轧臼壁、破碎壁,挖掘机斗齿、斗壁,铁道道岔,拖拉机和坦克的履带板等抗冲击、抗磨损的铸件。高锰钢还用于:防弹钢板,保险箱钢板等。


高锰钢是典型的抗磨钢,铸态组织为奥氏体加碳化物。经1000°C左右水淬处理后组织转变为单一的奥氏体或奥氏体加少量碳化物,韧性反而提高,因此称水韧处理。
特点
高锰钢最重要的特点是在强烈的冲击、挤压条件下,表层迅速发生加工硬化现象,使其在心部仍保持奥氏体良好的韧性和塑性的同时硬化层具有良好的耐磨性能。这是其它材料所不及的。但高锰钢的耐磨性只是在具备足以形成加工硬化的条件下才表现出其优越性,其他情况下则很差。
而典型的Mn17耐磨高锰钢是在Mn13钢的基础上增加锰量,提高了奥氏体的稳定性,阻止碳化物的析出,进而可提高钢的强度和塑性,提高钢的加工硬化能力和耐磨性。比如用于北方的ZGMn18铁道叉寿命较ZGMn13提高20%——25%。
工艺
高锰钢由于加工硬化现象,应尽量避免对铸件进行加工。铸件上的孔、槽尽可能铸出。但对高锰钢的加工也并非完全不可能。刀具修整一次进刀加工完的可以进行,不可避免的加工应在铸件工艺设计时放大加工量,以使加工的进刀量避开加工硬化层。
高锰钢重新加热时,在250—800 °C间存在碳化物析出的脆性温度区间,且铸态高锰钢又存在网状碳化物以及铸造应力,因此,焊接性能很差。
高锰钢铸件,应在水韧处理后割冒口或缺陷焊补,焊后应快速冷却。为消除或尽可能减小热影响区,应用小电流,不连续施焊,或边焊边浇水冷却。焊条采用高锰钢焊条或奥氏体不锈钢焊条。若存在加工硬化层,应在焊前去除。
锰钢的脾气十分古怪而有趣:如果在钢中加入2%-3%的锰,那么所制得的低锰钢脆得就像玻璃一样,一敲就碎。然而,如果加入>13%的锰,制成高锰钢,那么它就变得既坚硬又富有韧性。所以人们用锰钢来制造耐磨的机器零件和铁轨、桥梁等。
还有,在钢轨的上部,也就是和车轮接触的那一层,又是加入了另一种金属——铟,它的加入,使钢轨上部分在保证硬度的情况下,更具有一些韧性,这对火车的车轮很重要,它和“轮箍”接触、碰撞的时候,会有一定弹性,保证了火车的安全运行。
锰钢主要用于需要承受冲击、挤压、物料磨损等恶劣工况条件,破坏形式以磨损消耗为主,部分断裂、变形。磨损分为三种:金属构件表面间相互接触并运动的摩擦磨损;其它金属或非金属物料打击金属表面的磨料磨损和流动气体或液体与金属接触导致的冲蚀磨损。耐磨钢的耐磨性能取决于材料本身,而抗磨钢则在不同的工况条件下表现出不同的耐磨性,材料本身和工况条件两者才能决定其耐磨性能。
铁轨是如何制造的?
说到这里,你一定会好奇,不是“铁轨”么,怎么采用的是“钢”而不是“铁”呀?

那是因为钢相比于铁而言具有更好的强度和延展性,所以铁轨其实应该叫做“钢轨”更为贴切哟。比如,我国铁轨的制作材料就用的是高锰钢,这是一种锰含量超过百分之十的合金钢。这种钢材耐磨性很高,并且能应对各种天气环境而减轻磨损和变形。
不管普通的绿皮火车,还是高速动车组,都需要在铁路轨道上面运行,而钢轨就是组成铁路轨道的重要部件。钢轨也是与火车的车轮密切接触的部件,其质量的好坏将直接影响着铁路运输效率和运输安全。要制造性能优异的钢轨,可不是一件容易的事情,钢轨的制造都需要哪些技术和工艺呢?
按照生产工艺,钢轨的产生要分五步:冶炼、轧制、精整,以及集中检测和钢轨的长定尺化生产。



1)首先是钢轨所用钢材的“精炼”技术。
包括生铁脱硫的预处理技术、氧气顶吹转炉冶炼技术、炉外精炼、真空脱气和大方坯连铸技术等。
2)其次是钢轨的“精轧”技术。
包括步进式加热炉加热、高压水除磷、万能轧机轧制和钢轨热预弯等。步进式加热炉可以使钢坯均匀加热;高压水除磷可以保证钢轨的表面质量;再通过万能轧制技术进行生产,采用热预弯可减少残余应力和矫直噪音。
3)第三是钢轨的“精整”技术。
包括平立复合矫直、四面液压补矫、联合锯钻机床定尺和钻孔等;
4)第四就是钢轨的集中检测技术。
包括超声波探伤、涡流探伤、激光辅助平直度和钢轨几何尺寸的自动检测等;
5)第五就是钢轨的长定尺化生产技术。
这项技术可以让整根钢轨尺寸保持高度一致,减少焊接接头,提高钢轨的平顺性。
经过这一通的处理加工,一根钢轨就这样诞生出厂啦。它将会铺设到设计好的铁路线上,四通八达,联系起千家万户。


文章转摘来源:贤集网