你知道高铁飞驰、货车负重下面的奥秘吗？

你知道高铁飞驰、货车负重下面的奥秘吗？ 原创 中国铁物 中国铁物

我们惊讶于京张高铁上的硬币站立不倒，大秦线运量如此之大，青藏铁路能引路上“天”......

今天铁小悟带大家深入了解不同钢轨的各自神通！

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今日知识

目前，我国铁路用钢轨已形成了系统的标准体系，覆盖了不同运行速度等级钢轨、不同规格钢轨、道岔用轨以及热处理钢轨。

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钢轨中的“精密轨”——高速钢轨

京张高铁正式开通当日，人民日报发布的一段“京张高铁立硬币首测”视频上了热搜，这一神奇的现象与承接列车运行的高速钢轨密切相关。而高速钢轨能够保障列车运行平稳，与其外形“精密”有关。

首先是直。其行车面每1.5米的高低差不大于0.3毫米，相当于3张A4纸的厚度；

其次是截面精度偏差小。每支钢轨相当于“复制-粘贴”而成，所以首尾相连时具有很好的一致性，过渡平稳；

最后是内部质量洁净。能保障在承受300~400吨重的列车在350km/h的高速冲击下不发生断裂。目前高速铁路使用的钢轨主要是U71Mn G 60N（60kg/m）钢轨，客货共用的线路使用U75V G钢轨。

注：U71Mn是钢轨的钢牌号，其中U代表钢轨，71是化学元素C的平均含量，Mn是钢轨中加入的主要合金元素，G是高速标识，60kg/m、60N是钢轨的规格，指的是每米钢轨重量约为60kg。

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钢轨中的“大力士”——重载铁路用钢轨

大秦线是中国运输能力最大的煤炭重载运输专用通道，享有“中国重载运输第一路”的美誉，每年要运输5亿吨的货物，相当于每年运输250万头蓝鲸（世界上最大的哺乳动物）。

要承受如此大的运量，钢轨“身材”必须高大，所以重载铁路用钢轨的“大个头”（75kg/m及75N）是所有规格中最大的，其次还必须身强体壮。钢牌号U78CrV及U78CrVH钢轨是大秦线最常用的，其强度、硬度是现役钢种中最高的。重载铁路使用的钢轨钢牌号还有U77MnCr、U77MnCrH等。

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钢轨中的“耐寒者”——高原铁路用钢轨

青藏高原素有“世界屋脊”之称。全长1956千米的青藏铁路有着“天路”之美誉，是世界海拔最高和最长的高原铁路。海拔高，所以空气稀薄，气候寒冷，历史最低温度零下45度，金属材料在低温下会变“脆”，低温对钢轨的性能是一个重大挑战。为适应高原地区高寒气候环境，低碳U71Mn钢轨应运而生了，在低温下具有良好的塑性和韧性，不易断裂，可进一步保证高原铁路的安全性。

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普通但重要的“垫基石”——普速钢轨

虽然每条特殊线路的钢轨都有其“特有的本事”，但是我国10余万运营里程的铁路离不开普通钢轨的奉献。它们既可以满足普通列车的运行，也可以满足货物的运输，钢牌号有U71Mn、U71MnH、U75V（目前用量最大的钢牌号）、U75VH、U78CrV等，规格有50kg/m、60kg/m等，此外道岔用钢轨的规格还有50AT1、60AT1、60AT2、60TY1等。

影响钢轨“脾性”的因素

强不强，“基因”说了算

化学成分可谓钢轨的“基因”，如同基因支持着生命的基本构造和性能。化学成分相当大程度上决定了钢轨的强度、硬度及韧性等性能强弱。钢轨的化学成分主要包括碳、硅、锰、钒、铬、磷、硫等，它们有好有坏，如碳、锰、钒等可以提高钢轨的强度、硬度，因此可以通过加入它们来提高钢轨强度。但碳含量过高也会造成韧性和冲击韧性显著下降，所以高原铁路精准控制碳的含量以获得良好的低温性能。磷和硫对钢轨性能是有害的，也要严控含量。

好不好，“纯洁”是关键

钢轨在生产过程难以避免的混入一些非金属杂质，这些非金属杂质含量虽然很小，但对钢轨的性能却具有不可忽视的影响。非金属夹杂物破坏了金属基体的连续性，使钢轨的塑性、韧性和疲劳性能降低。高速钢轨因为速度快，运量低，更换周期长，需要钢轨具有更优异的韧性和疲劳性能，所以高速钢轨在非金属夹杂物控制上有着更高的要求。

精不精，“成长”很重要

有了良好的“基因”和“纯洁”的内在还不足以成为一支精品的钢轨，钢轨生产过程也很重要。控制好钢轨的轧制和矫直工艺，可以保证钢轨良好的外形尺寸和平顺的外观。此外热处理也可以改变钢轨的显微组织使其有更好的强度、硬度等。

随着铁路向着高速、重载的不断发展，铁路运输对于钢轨性能的要求不断提升。伴随冶金及生产技术的不断提升，高性能钢轨的研发稳步推进。近年来贝氏体钢轨、过共析钢钢轨及耐蚀轨等各种满足不同使用要求的钢轨研发取得了突破性进展，未来钢轨“家族”将更加丰富，以满足中国铁路的高质量发展。

原标题：《你知道高铁飞驰、货车负重下面的奥秘吗？》

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