تاریخچه ریل های فولادی

ریل های اولیه در واگن هایی که با اسب کشیده می شدند استفاده می شد ، این ریل ها در اصل چوبی بودند ، اما از دهه ۱۷۶۰ با استفاده از ریل های آهن، که شامل نوار های نازک از چدن بر روی ریل های چوبی بود . این ریل ها برای حمل بارهای سنگین بسیار شکننده بودند اما چون هزینه اولیه ساخت و ساز کمتر بود، این روش گاهی اوقات برای ساخت سریع خطوط ارزان قیمت استفاده می شود. ریل های تسمه ای گاهی اوقات از پایه چوبی جدا شده و به کف واگن ها برخورد میکرد ، با این حال، هزینه های دراز مدت درگیر در تعمیر و نگهداری مکرر موجب صرفه جویی بیشتر می شود .

اینها با ریل های چدنی که فلنج هستند و چرخ های واگن مسطح جایگزین شدند . یکی از پیشگامان اولیه این طرح، “بنجامین اوترام” بود. ویلیام جسپ، شریک وی، استفاده از “ریل های لبه دار” را در جایی که چرخ ها فلنج بودند در سال ۱۷۸۹ ترجیح داد، ، و در طول زمان متوجه شد که این ترکیب بهتر کار می کند.

اولین مورد استفاده عمومی، میله‌های آهنی به اصطلاح ریخته گری شده بود که از شکل آن‌ها تشکیل شده‌ بود. ریل های ساخته شده از چدن شکننده بودند و به آسانی شکست خوردند. آنها فقط می توانند در کوتاه مدت ساخته شوند که به زودی ناهموار خواهند شد. جان برکینشو در سال ۱۸۲۰ با ثبت اختراع به عنوان تکنیک های نورد بهبود یافته، آهن را درطول عمر طولانی‌تر معرفی کرد ، که جایگزین چدن شده و ​​به طور قابل توجهی به رشد انفجاری راه آهن در دوره ۱۸۲۵ تا ۱۸۴۰ شد . مقطع عرضی به طور گسترده‌ای از یک خط به خط دیگر متفاوت بود، اما سه نوع اصلی در شکل زیر نشان داده شد. مقطع عرضی که در سال‌های بعد توسعه یافت،Bullhead  نامیده شد.

در همین حال، در ماه مه ۱۸۳۱، اولین خط‌آهن تی فلنج  به آمریکا از بریتانیا رسید و در راه‌آهن پنسیلوانیا به راه افتاد . اولین ریل های فولادی در سال ۱۸۵۷ توسط Robert Forester Mushet ساخته شد که در ایستگاه دربی در انگلستان قرار داده شد . فولاد مواد بسیار قوی تر است، که به طور پیوسته آهن را برای استفاده در راه آهن  جایگزین کرده و اجازه می دهد در طول های طولانی تر ریل ها نورد شود.انجمن مهندسی راه آهن آمریکا (AREA) ) و انجمن مواد آزمون آمریکاASTM) ) میزان کربن، منگنز، سیلیکون و فسفر را برای ریل فولادی مشخص کردند. استحکام کششی با میزان کربن افزایش می یابد، در حالی که انعطاف پذیری کاهش می یابد. منگنز باعث افزایش قدرت و مقاومت در برابر سایش می شود. سیلیکون توسط اکسیژن اکسید میشود و برای کاهش میزان تولید اکسید فلزی در روش های نورد و ریخته گری افزوده می شود. فسفر و گوگرد ناخالصی هستند که موجب کاهش راندمان مقاومت در برابر ریلهای شکننده می شوند. استفاده از جوشکاری به جای مسیر پیوسته در دهه ۱۹۴۰ شروع شد و در دهه ۱۹۶۰ رواج پیدا کرد.