スチールレールは、列車の走行に連続した安定した水平な路面を提供するために、2 本の平行な線で敷設された線路の重要な部分です。列車が重くなり、速度が速くなると、応力に耐えるためのより高い要件が必要となるため、高炭素鋼 (炭素 -0.6% ～ 0.8%、マンガン 0.8% ～ 1.3%、シリコン 0.1% ～ 0.5%、硫黄とリンはそれぞれ最大 0.03%、アルミニウムは最大 0.015%) から製造されます。
レール鋼にはどのような種類がありますか?
レール鋼の種類は、組成（炭素、合金）と処理（頭{0}}硬化、ベイナイト）によって異なり、重量（軽量/重い）、プロファイル（平底、ブルヘッド）、または用途（クレーン、高速-）によって分類されます。一般的なタイプには、基本的な炭素鋼、低{3}}合金、および重い交通線で優れた耐摩耗性を備えた高度な頭-硬化鋼が含まれます。
化学組成と処理別
- 炭素鋼レール: 基本的でコスト効率が高く、下流の交通路で使用されます。-
- 低合金鋼レール: 強度と耐摩耗性を高めるためにマンガン、クロム、ニッケルなどの元素が含まれています (例: マンガン-銅、高シリコン)。
- ヘッド-硬化（HH）レール: コアの延性を維持しながら、地下鉄などの摩耗しやすいエリアに非常に硬い走行面（超-硬質層）を作成するために熱処理-されています。-
- ベイニティックレール: 高い耐疲労性を実現するために開発され、研削の必要性を軽減します。
- マンガン鋼：靭性が高いのでクレーンのレールなどに使用されます。
線路鋼の化学組成
| いいえ。 | 要素 | 関数 |
|---|---|---|
| 1 | C | レールの強度、硬度、耐摩耗性を向上させます。国産レールの炭素含有量は0.65%～0.82%です。炭素含有量が比較的高い場合、鋼は脆くなり、その塑性指数は大幅に低下します。同時に、鋼に白い斑点が発生する可能性が高くなります。 |
| 2 | シ | 酸化と結合しやすく、金属内の気泡を取り除く役割を果たします。鋼には適量のシリコンが含まれており、鋼の硬度と耐摩耗性を向上させることができます。国内のレール鋼の含有量は0159～0.9％が一般的ですが、含有量が多すぎると硬くて脆くなり、溶接部に気孔が発生しやすくなります。 |
| 3 | ん | 鋼の強度と耐摩耗性を向上させ、鋼の靭性を高めることができる有益な元素です。鋼に含まれる有害な酸化鉄や硫化鉄の介在物を除去できます。マンガン含有量は通常 0.6% ～ 1.54% の間に制御されます。マンガン含有量が1.2％以上の鋼を中マンガン鋼といい、耐摩耗性が非常に優れています。 |
| 4 | 銅 | 有益な要素です。鋼には少量の銅化合物が含まれており、鋼の耐疲労性と耐食性を向上させることができます。国産鋼レールの銅含有量は一般に0.10%～0.40%です。銅入りレールの圧延工程が悪いと、レール表面に魚のような亀裂が発生します- |
| 5 | P | それは有害な元素です。リン化物の最大の危険は、鋼の可塑性と靭性を低下させることです。特に低温下では鋼の冷間脆性が増大し、レール破断につながりやすいため、その含有量は0.04％以下に抑えられています。 |
| 6 | S | 硫黄は有害な元素です。多くの場合、それは顆粒の形で鋼中に残ります。レールを圧延する際、鋼材と一緒に板状に圧延されるため、レールに剥離や縦割れが発生します。硫黄量は0.05%以下に管理されています。 |
用途と重量別
- ライトレール: 軽量または産業用ライン向けに、1 メートルあたりの重量が軽い (9kg、22kg など)。{4}}
| 分類 | 高さ(mm) | ヘッド(mm) | 底部(mm) | 厚さ(mm) | 重量(kg/m) | |
| ライトレール | 8kg/m | 65 | 25 | 54 | 7 | 8.42 |
| 9kg/m | 63.5 | 32.1 | 63.5 | 5.9 | 8.94 | |
| 12キロ/メートル | 69.85 | 38.1 | 69.85 | 7.54 | 12.2 | |
| 15キロ/メートル | 79.37 | 42.86 | 79.37 | 8.33 | 15.2 | |
| 18キロ/メートル | 80 | 40 | 80 | 10 | 18.06 | |
- 重量レール: 幹線、貨物、高速鉄道ではより重い重量（50kg、60kg など）-。
| 分類 | 高さ(mm) | ヘッド(mm) | 底部(mm) | 厚さ(mm) | 重量(kg/m) | |
| 重量レール | 38キロ/メートル | 134 | 68 | 114 | 13 | 38.733 |
| 43キロ/メートル | 140 | 70 | 114 | 14.5 | 44.653 | |
| 45キロ/メートル | 145 | 67 | 126 | 14.5 | 45.546 | |
| 50kg/m | 152 | 70 | 132 | 15.5 | 51.514 | |
| 60kg/m | 176 | 73 | 150 | 16.5 | 60.64 | |
- クレーン レール (例: QU シリーズ): クレーン トラック用の特殊なマンガン鋼レール。
| 分類 | サイズ(mm) | 理論上の重み | |||||||||
| 身長 | 底幅 | 頭の幅 | ウエストの深さ | ||||||||
| クレーンレール | QU70 | 120 | 120 | 70 | 28 | 52.8 | |||||
| QU80 | 130 | 130 | 80 | 32 | 63.69 | ||||||
| QU100 | 150 | 150 | 100 | 38 | 88.96 | ||||||
| QU120 | 170 | 170 | 120 | 44 | 118.1 | ||||||
- 高速レール: 時速 250 ～ 350 km/h の路線に特化した、シームレスな高強度材料（U71MnG、U75V など）-。
| 鋼種 | C(%) | シ | ん | Cr | V | P | S | 引張強さ(Rm/MPa) |
| U71Mn | 0.65~0.76 | 0.15~0.58 | 0.70~1.40 | – | – | ≤0.035 | ≤0.030 | ≥880 |
| U75V | 0.71~0.80 | 0.50~0.80 | 0.75~1.05 | – | 0.04~0.12 | ≤0.035 | ≤0.030 | ≥980 |
| U78CrV | 0.72~0.82 | 0.50~0.80 | 0.70~1.05 | 0.30~0.50 | 0.04~0.12 | ≤0.035 | ≤0.030 | ≥1080 |
| U77MnCr | 0.72~0.82 | 0.10~0.50 | 0.80~1.10 | 0.25~0.40 | – | ≤0.035 | ≤0.025 | ≥980 |
| U76CrRE | 0.71~0.81 | 0.50~0.80 | 0.80~1.10 | 0.25~0.35 | 0.04~0.08 | ≤0.035 | ≤0.025 | ≥1080 |
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