鉄道のレールについて

Question

鉄道のレールについて

レールは「鋼」でできていることを知りました。
鋼は、鉄に軽微な合金化を行うことにより強靭な固体材料を生成できること、資源が豊富であり比較的酸素との親和性が低いため安価に精錬ができることにあり、別元素との固溶限が大きく合金化しやすいため、さまざま多用されていること知りました。

これだけ科学技術が進んだ現代です。
鉄道のレールに適した、鋼以外の素材はないのでしょうか。
やはり、コスト、メンテナンスの点から「鋼」が一番適しているのでしょうか。

「鋼」の先にあるのは、JR東海が建設しているリニアモーターカー(磁石の軌道?)になるのでしょうか？

アホな質問で恐縮ですが、回答いただけたら幸いです。

mapascal · Accepted Answer

鉄以外で手に入りやすいもの、銅、アルミニウム　これはどちらも柔らかすぎます。

鉄に匹敵する又は硬いもの、セラミックス　これは可能性０ではありませんが量産は難しいでしょう。

レールと車輪には微妙な関係があり、どちらが先に交換が必要になるのか等議論が続いています。

現在のレールは、表面からある程度の速度で摩耗するように制御され製造されています。摩耗することにより割れ状の傷が消えてくれることを期待してのことです。

車輪もヨーロッパの高速鉄度で摩耗が均一に進まず多角形上に摩耗するという問題を抱えていました。これは日本の車輪技術で解決したと聞いています。

ultraCS · Answer

＃３ですが、思い出したので

分岐器には、高マンガン鋼を使ったものがあります。高マンガン鋼は通常のレール用鋼材の数倍の耐摩耗性があるので、強度・構造的にシビアな分岐器部分に使われています。なお、高マンガン鋼は圧延に適していないので、鋳造で規定のレールをつくり組み立てます。

高マンガン鋼は鋼製レールとテルミット溶接ができず、前後にジョイントが出来てしまうのが弱点でしたが、現在は溶接法が開発されています。
http://hosenwiki.com/index.php?title=%E3%83%9E%E3%83%B3%E3%82%AC%E3%83%B3%E3%82%AF%E3%83%AD%E3%83%83%E3%82%B7%E3%83%B3%E3%82%B0

Tacosan · Answer

モノレールの軌道は「レール」?

OnneName · Answer

特殊例としてはステンレス鋼製のものも製品化されています。
http://www.daido.co.jp/products/stainless/rail.html

ultraCS · Answer

製鉄会社もレールの研究をしています。

現在、最先端のレールといえるのはJFEスチールが製造している重貨物列車用レール「ＳＰ３」で、配合成分と熱処理を調整しパーライト構造を極限まで微細化して耐摩耗性を従来より１０％以上向上させています。日本国内にはこのレールが活躍しそうな場所はほとんどない（しいて言えば製鉄所の構内鉄道くらい）です。
http://www.jfe-steel.co.jp/saiyou/about/03about/topics/05.html

なお、旅客用の場合、硬いレールは乗り心地悪化につながることもありますから、乗り心地がよくて減らないレールも今後開発されると思います。

で、なぜ、鉄（というより鋼）を使うかというと、価格と使用可能な埋蔵量、材料としての特性でしょうね。構造部材としてコスト的に勝負できる素材があれば、鉄筋、鉄骨を使わないビルや土木構造物が先に登場しているでしょう。
橋は産業革命の象徴の一つであるアイアンブリッジ（鋳鉄製ですが）以来、鉄を使っていますからね。

kuma-gorou · Answer

専門家じゃないので、詳しくは解りませんが、世界中が鋼製のレール（炭素等の含有率は適材適所で異なります）を用いている事から、一番適した材料じゃないですか？

鉄輪鉄軌条式の鉄道においては、車輪とレールはどちらもわずかに歪んで接地面ができます。
この接地面があるからこそ、粘着運転が可能なんです。
これが硬すぎると滑るし、柔らかいと転がり摩擦が増えたり摩耗が早くなる。
その辺りも含め、鋼が適しているのではないでしょうか。

リニアは、案内軌条であっても高速走行（160Km/hまではゴムタイヤで走行）ではどこにも接しません。磁石のNとSを組み合すことで約10ｃｍ浮上して走行します。

鉄道のレールについて

鉄以外で手に入りやすいもの、銅、アルミニウム これはどちらも柔らかすぎます。

＃３ですが、思い出したので

モノレールの軌道は「レール」?

特殊例としてはステンレス鋼製のものも製品化されています。

製鉄会社もレールの研究をしています。

専門家じゃないので、詳しくは解りませんが、世界中が鋼製のレール（炭素等の含有率は適材適所で異なります）を用いている事から、一番適した材料じゃないですか？

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