レール鋼の概要
レールは鉄道線路の主要構成要素です。その機能は、車両の車輪を前進させ、車輪の大きな圧力を支え、それを枕木に伝えることです。レールは、車輪に対して連続的で滑らか、かつ抵抗の少ない転動面を提供しなければなりません。電化鉄道や自動閉塞区間では、レールは軌道回路としても使用されます。
軌道鋼の代表的な材質
レールは鋼材の種類によって3種類に分類できます。
炭素鋼
炭素鋼は、天然の鉄鉱石を製錬・圧延して作られる鋼製レールです。主に鉄鉱石中の炭素とマンガン元素を利用してレールの強度を高めています。一般的な炭素鉄道レール鋼は、炭素含有量が0.40%～0.80%、マンガン含有量が1.30%～1.4%未満です。
合金鋼
合金鋼は、鉄鉱石にバナジウム、チタン、クロム、スズなどの合金元素を適切な量添加して製錬・圧延した鋼製レールです。このタイプのレールは、炭素鋼レールよりも強度と靭性に優れています。
熱処理鋼
熱処理鋼は、熱間圧延された炭素鋼レールまたは合金鋼レールを加熱し、冷却を制御することによって形成される鋼製レールです。熱処理レールのパーライト組織は熱間圧延レールよりも微細化されており、強度と靭性が向上しています。熱処理後の硬化レールは、レールの先端部に硬化補正層が形成され、機械的特性が大幅に向上するため、レールの耐用年数を延ばすことができます。
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