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1、钢轨的材质为了抑制磨损，要求钢具有高硬度。为此应使用碳化物较多的高碳钢作为钢轨用材料。原创图1表示钢的硬度和（钢轨）磨损之间的关系。若增大钢的硬度，其磨损量就会大为下降；此外，磨损也受钢的金相组织的影响：若在同一硬度下比较，如在基体f（铁素体）中碳化物分散的b（贝氏体）和回火m（马氏体）组织比较，确认碳化物变为层状的p（珠光体）组织磨损少，耐磨性高。因此，现在的轨钢主要指向利用了p组织（含碳量0.65%-0.82%）的高硬度化。而且，增加p组织中的碳含量即可减少磨损。因此p组织的高碳化是改善轨钢耐磨性的有效手段。另一方面，为了防止滚动疲劳损坏，抑制滚动面的塑性变形和除去疲劳层是有效的。相对于塑性变形的抑制，与磨损的抑制同样地指向p组织的高硬度。并且，对于疲劳层的去除，一般认为利用原创图2所示的b组织促使磨损量适度增加而去除表面的疲劳层，这种方法是有效的。
2、钢轨须具备的特性2.1耐磨性在承受和车轮强烈接触的钢轨头部产生了磨损，从而成为决定钢轨使用寿命的主要因素。为了确保其耐磨性，钢轨使用了耐磨性优良、具有p组织（含碳量达0.7%-0.8%）的高强度钢；而且，为了改善耐磨性一直指向高硬度化。并且，作为明显改善p组织的方法，如原创图3所示，除增大钢的硬度外，也在p组织中增大渗碳体相的体积分率，由于促进了在接触面的加工硬化，从而提高了耐磨性，还使用了含碳量达0.9%-1.0%的过共析钢轨。2.2耐滚动疲劳损伤性钢轨头部因与火车车轮滚动接触而产生了滚动疲劳。这种疲劳有粗糙裂纹、散裂、鳞片状剥落及表面开裂等破坏形式。
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