Tahukah Anda alasan mengapa rel kereta api terbuat dari besi berkarat dan bukannya stainless steel?
Rel kereta api, kepanjangan dari rel kereta api, terbuat dari baja dengan kekerasan dan ketangguhan tinggi. Alasannya adalah baja mangan itu keras, tahan aus, dan memiliki ketangguhan benturan tertentu, sehingga memenuhi persyaratan pembuatan rel.
Rel mangan sangat padat. Ketika lapisan karat oksidasi terbentuk di permukaan, itu akan melindungi bagian dalam dan tidak akan mempengaruhi penggunaan.
Besi dan baja dibedakan berdasarkan kandungan karbonnya. Paduan besi-karbon dengan kandungan karbon kurang dari 2% disebut baja, dan paduan dengan kandungan karbon lebih dari 2% disebut besi kasar.
Dari sudut pandang metalurgi, tidak ada yang namanya besi tahan karat. Baja tahan karat juga merupakan salah satu jenis baja. Baja memiliki ketangguhan, elastisitas dan kekakuan. Kalau soal karat, karat artinya tidak tahan terhadap korosi. Unsur utama yang menentukan ketahanan korosi pada baja tahan karat adalah kromium.
Baja dengan kandungan kromium lebih dari 10,5% tidak akan berkarat. Pada saat ini, oksidasi kromium dan media korosif membentuk lapisan oksida pada permukaan, yang dapat mencegah korosi dasar lebih lanjut.
Biaya pembuatan besi jauh lebih rendah dibandingkan dengan baja tahan karat. Ketika merancang dan membuat produk dengan masa pakai yang singkat dan kualitas besi yang dapat memenuhi persyaratan penggunaan bahan, tentu saja besi akan digunakan.
Rel kereta api adalah istilah umum, yaitu rel baja. Untuk meningkatkan kekuatan tekan dan ketahanan aus, biasanya ditambahkan mangan. Baja tahan karat biasanya ditambahkan kromium dan molibdenum untuk menahan oksidasi dan korosi. Saat menggunakan rel, kekuatan, ketahanan aus, fleksibilitas, plastisitas dan ketahanan korosi harus dipertimbangkan secara komprehensif. Namun, kekuatan tinggi dan ketahanan aus menjadi pilihan utama. Baja tahan karat tidak akan digunakan jika tidak memenuhi persyaratan.
gambar
Alasan mengapa baja tahan karat tidak dapat digunakan adalah karena tidak cukup tahan lama dan mudah rusak akibat muai dan kontraksi termal. Baja tahan karat mudah rusak oleh angin, hujan, dan paparan setiap hari. Meskipun rel berkekuatan tinggi jenis ini terlihat berkarat, namun hanya terdapat lapisan karat di permukaannya, dan bagian dalamnya masih utuh.
Selain itu, rel mangan sangat padat. Ketika lapisan karat oksidasi terbentuk di permukaan, itu akan melindungi bagian dalam dan tidak akan mempengaruhi penggunaan.
Pertama-tama, secara teknis: kebanyakan orang berpikir bahwa baja tahan karat tidak berkarat, tetapi keadaan sebenarnya adalah bahwa baja tahan karat, seperti paduan lainnya, juga berkarat, tetapi warna lapisan oksida (karat) pada permukaan baja tahan karat setelahnya karatnya adalah warna tampilan baja tahan karat. , dan lapisan oksida ini relatif padat, yang dapat melindungi jaringan internal dari oksidasi lebih lanjut dan karat.
Namun lapisan oksida ini masih dapat terkorosi pada kondisi tertentu, terutama pada lingkungan asam lembab.
Oleh karena itu, baja tahan karat tidak dapat digunakan dalam banyak kasus. Ada banyak jenis baja tahan karat, dan baja tahan karat (terutama baja tahan karat austenitik) memiliki kekerasan yang rendah. Misalnya sulit diasah saat digunakan untuk membuat pisau, bahkan jika diasah akan mudah tumpul; orang yang berpengalaman tahu bahwa pelat baja tahan karat berwarna cerah mudah tergores karena teksturnya yang lembut.
gambar
Oleh karena itu, secara teknis baja tahan karat tidak berkarat, tetapi warna setelah berkarat mirip dengan warna sebelum berkarat; kinerjanya tidak cocok untuk digunakan di semua tempat, sehingga baja tahan karat secara umum tidak dapat digunakan untuk menggantikan bahan lain.
Dari segi sumber daya, nikel dan kromium yang digunakan dalam baja tahan karat merupakan mineral yang relatif langka, terutama nikel. Barang-barang yang berguna dan mudah digunakan harus selalu digunakan di tempat-tempat penting dan tidak boleh digunakan sembarangan dan terbuang percuma.
Dari segi biaya, biaya pembelian bahan, pembuatan suku cadang, dan pemasangan mesin semuanya akan diperhitungkan. Harga baja tahan karat tidak hanya sedikit lebih tinggi dari harga bahan lain seperti baja biasa, alumunium, paduan magnesium-aluminium, plastik, dll, namun selisihnya beberapa kali lipat lebih tinggi. Selama bahan murah bisa memenuhi persyaratan, siapa yang akan menggunakan bahan mahal?
Selain itu, meskipun material lain berkarat dan tidak tahan korosi, kini sudah banyak teknologi perawatan permukaan yang dapat melindungi material dari korosi, seperti: pengecatan semprot, penyemprotan bubuk, pelapisan listrik, elektroforesis, oksidasi permukaan, perawatan kimia permukaan ( permukaan kimia). nitridasi, bahan kimia sianida, dll.) dapat memperbaiki masalah korosi permukaan material. Oleh karena itu, bukan berarti bahan berkarat tidak dapat digunakan di tempat yang mengalami korosi.
gambar
Secara keseluruhan, baja tahan karat tidak dapat digunakan untuk menggantikan semua bahan lainnya. Hanya setelah sepenuhnya mempertimbangkan faktor-faktor seperti fungsi suku cadang, kinerja material, lingkungan kerja, biaya suku cadang, kinerja pemrosesan, dan kemungkinan, barulah material yang sesuai dapat dipilih untuk suku cadang tersebut. . Tidak dapat dikatakan secara umum bahwa semua bahan baja tahan karat harus digunakan. Pada jurusan mekanika dan jurusan material, terdapat mata kuliah khusus material untuk memperkenalkan cara pemilihan material dan sifat material.
Rel kereta api adalah jalur kereta api yang sudah mapan dan merupakan model yang sangat diperlukan untuk teknologi kereta api dan perkeretaapian saat ini. Anda mungkin pernah memperhatikan bahwa pada dasarnya semua rel kereta api berkarat, bahkan rel kereta yang baru dibangun pun seperti ini. Produk besi yang berkarat tidak hanya akan memperpendek umur produk, tetapi juga menjadi sangat rapuh.
Terakhir, berikut adalah video pembuatan kereta api.
