vsgiuВестник Сибирского государственного индустриального университетаBulletin of the Siberian State Industrial University2304 - 44972307-1710Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский государственный индустриальный университет"vsgiu-336Research ArticleМеталлургия и материаловедениеMetallurgy and Materials ScienceФОРМИРОВАНИЕ ПРИ ЗАКАЛКЕ ТОНКОЙ СТРУКТУРЫ РЕЛЬСОВ И ЕЕ ЭВОЛЮЦИЯ ПРИ ДЛИТЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИGENESIS OF THIN STRUCTURE OF RAILS AT HARDENING AND ITS EVOLUTION AT LONG OPERATIONГромовВ.Е.GromovV.E.gromov@physics.sibsiu.ruКормышевВ.Е.KormyshevV.E.vestnicsibgiu@sibsiu.ruКормышевВ.Е.KormyshevV.E.vestnicsibgiu@sibsiu.ruПерегудовО.А.PeregudovO.A.vestnicsibgiu@sibsiu.ruПерегудовО.А.PeregudovO.A.vestnicsibgiu@sibsiu.ruИвановЮ.Ф.IvanovYu.F.vestnicsibgiu@sibsiu.ruИвановЮ.Ф.IvanovYu.F.vestnicsibgiu@sibsiu.ruРубанниковаЮ.А.RubannikovaYu.A.vestnicsibgiu@sibsiu.ruРубанниковаЮ.А.RubannikovaYu.A.vestnicsibgiu@sibsiu.ruСибирский государственный индустриальный университетRussian FederationОмский государственный технический университетRussian FederationИнститут сильноточной электроники СО РАНRussian Federation202029072025011420Copyright © Громов В., Кормышев В., Кормышев В., Перегудов О., Перегудов О., Иванов Ю., Иванов Ю., Рубанникова Ю., Рубанникова Ю., 20252025Громов В., Кормышев В., Кормышев В., Перегудов О., Перегудов О., Иванов Ю., Иванов Ю., Рубанникова Ю., Рубанникова Ю.Gromov V., Kormyshev V., Kormyshev V., Peregudov O., Peregudov O., Ivanov Y., Ivanov Y., Rubannikova Y., Rubannikova Y.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.sibsiu.ru/jour/article/view/336

Методами современного физического материаловедения проведены исследования структуры, фазового состава, дефектной субструктуры и трибологических свойств, формирующихся на различных расстояниях по центральной оси и по выкружке в головке объемно и дифференцированно закаленных рельсов в исходном состоянии и после пропущенного тоннажа 691,8 и 1411 млн. т брутто. Для зерен пластинчатого перлита, феррито-карбидной смеси и структурно-свободного феррита получены значения скалярной плотности дислокаций.

By means of modern physical materials science structure, phase composition, defective substructure and tribological properties that are generated at various distances along the central axis and along the fillet in the head of volumetric and differentially hardened rails in the initial state and after the passed tonnage of 691.8 and 1411 million tons gross have been investigated. For grains of lamellar perlite, ferrite-carbide mixture, and structurally free ferrite, values of scalar density of dislocations are obtained.

тонкая структурасвойстварельсызакалкаупрочнениеэксплуатацияfine structurepropertiesrailshardeninghardeningoperationReferencesГромов В.Е., Волков К.В., Иванов Ю.Ф., Морозов К.В. и др. Формирование тонкой структуры металла рельсов повышенной износостойкости // Вопросы материалове-дения. 2013. Т. 76. № 4. С. 15 – 23.Громов В.Е., Волков К.В., Иванов Ю.Ф., Морозов К.В. и др. Формирование тонкой структуры металла рельсов повышенной износостойкости // Вопросы материалове-дения. 2013. Т. 76. № 4. С. 15 – 23.Громов В.Е., Волков К.В., Иванов Ю.Ф., Морозов К.В., Коновалов С.В., Алсараева К.В. Структура, фазовый состав и дефект-ная субструктура рельсов высшей категории качества // Изв. вуз. Физика. 2014. № 2. С. 72 – 76.Громов В.Е., Волков К.В., Иванов Ю.Ф., Морозов К.В., Коновалов С.В., Алсараева К.В. Структура, фазовый состав и дефект-ная субструктура рельсов высшей категории качества // Изв. вуз. Физика. 2014. № 2. С. 72 – 76.Громов В.Е., Волков К.В., Иванов Ю.Ф., Юрьев А.Б., Коновалов С.В., Морозов К.В. Формирование тонкой структуры в рельсах низкотемпературной надежности // Пробле-мы черной металлургии и материаловеде-ния. 2013. № 4. С. 61 – 68.Громов В.Е., Волков К.В., Иванов Ю.Ф., Юрьев А.Б., Коновалов С.В., Морозов К.В. Формирование тонкой структуры в рельсах низкотемпературной надежности // Пробле-мы черной металлургии и материаловеде-ния. 2013. № 4. С. 61 – 68.Иванов Ю.Ф., Громов В.Е., Волков К.В., Морозов К.В. и др. Формирование градиен-тов структуры, фазового состава и дефект-ной субструктуры в рельсах при дифферен-цированной закалке // Перспективные мате-риалы. 2014. № 3. С. 40 – 45.Иванов Ю.Ф., Громов В.Е., Волков К.В., Морозов К.В. и др. Формирование градиен-тов структуры, фазового состава и дефект-ной субструктуры в рельсах при дифферен-цированной закалке // Перспективные мате-риалы. 2014. № 3. С. 40 – 45.Громов В.Е., Морозов К.В., Иванов Ю.Ф., Волков К.В. и др. Формирование градиен-тов структуры, фазового состава и дефект-ной субструктуры в дифференцированно закаленных рельсах // Российские нанотех-нологии. 2014. Т 9. № 5-6. С. 59 – 62.Громов В.Е., Морозов К.В., Иванов Ю.Ф., Волков К.В. и др. Формирование градиен-тов структуры, фазового состава и дефект-ной субструктуры в дифференцированно закаленных рельсах // Российские нанотех-нологии. 2014. Т 9. № 5-6. С. 59 – 62.Громов В.Е., Волков К.В., Глезер А.М., Иванов Ю.Ф., Морозов К.В. и др. Дислокационная суб-структура и внутренние поля напряжений в объ-емно и дифференцированно закаленных рельсах // Известия РАН. Серия физическая. 2014. Т. 78. № 10. С. 1230 – 1237.Громов В.Е., Волков К.В., Глезер А.М., Иванов Ю.Ф., Морозов К.В. и др. Дислокационная суб-структура и внутренние поля напряжений в объ-емно и дифференцированно закаленных рельсах // Известия РАН. Серия физическая. 2014. Т. 78. № 10. С. 1230 – 1237.Громов В.Е., Волков К.В., Иванов Ю.Ф., Морозов К.В. и др. Формирование дислока-ционной субструктуры и внутренних полей напряжений в объемно и дифференциро-ванно закаленных рельсах // Наноинжене-рия. 2014. Т. 33. № 3. С. 22 – 26.Громов В.Е., Волков К.В., Иванов Ю.Ф., Морозов К.В. и др. Формирование дислока-ционной субструктуры и внутренних полей напряжений в объемно и дифференциро-ванно закаленных рельсах // Наноинжене-рия. 2014. Т. 33. № 3. С. 22 – 26.Громов В.Е., Юрьев А.Б., Морозов К.В., Волков К.В., Иванов Ю.Ф. Сравнительный анализ структурно-фазовых состояний в рельсах после объемной и дифференциро-ванной закалки // Сталь. 2014. № 7. С. 91 – 95.Громов В.Е., Юрьев А.Б., Морозов К.В., Волков К.В., Иванов Ю.Ф. Сравнительный анализ структурно-фазовых состояний в рельсах после объемной и дифференциро-ванной закалки // Сталь. 2014. № 7. С. 91 – 95.Морозов К.В., Громов В.Е., Ивaнoв Ю.Ф., Глeзep А.М., Батаев В.А. Анализ структур-но-фазовых состояний в рельсах, подверг-нутых объемной и дифференцированной за-калке // Заводская лаборатория. Диагности-ка материалов. 2015. № 4. С. 22 – 26.Морозов К.В., Громов В.Е., Ивaнoв Ю.Ф., Глeзep А.М., Батаев В.А. Анализ структур-но-фазовых состояний в рельсах, подверг-нутых объемной и дифференцированной за-калке // Заводская лаборатория. Диагности-ка материалов. 2015. № 4. С. 22 – 26.Gromov V.E., Peregudov O.A., Ivanov Yu.F., Morozov K.V., Alsaraeva K.V., Semina O.A. Surface layer structure degradation of rails in prolonged operation // Journal of surface in-vestigation. X-ray, Synchrotron and neutron techniques. 2015. Vol. 9. No. 6. P. 1292 – 1298.Gromov V.E., Peregudov O.A., Ivanov Yu.F., Morozov K.V., Alsaraeva K.V., Semina O.A. Surface layer structure degradation of rails in prolonged operation // Journal of surface in-vestigation. X-ray, Synchrotron and neutron techniques. 2015. Vol. 9. No. 6. P. 1292 – 1298.Gromov V.E., Ivanov Yu.F., Peregudov O.A., Morozov K.V., Wang X.L., Dai W.B., Ponomareva Yu.V., Semina O.A. Evolution of structure and properties of railhead fillet in long-term operation // Materials and Electron-ics Engineering. 2015. Vol. 2. No. 4. P. 1 – 4.Gromov V.E., Ivanov Yu.F., Peregudov O.A., Morozov K.V., Wang X.L., Dai W.B., Ponomareva Yu.V., Semina O.A. Evolution of structure and properties of railhead fillet in long-term operation // Materials and Electron-ics Engineering. 2015. Vol. 2. No. 4. P. 1 – 4.Ivanov Yu.F., Gromov V.E., Peregudov O.A., Morozov K.V., Yur’ev A.B. Evolution of the structure and phase states of rails in prolonged operation // Steel in Translation. 2015. Vol. 45. No. 4. P. 254 – 257.Ivanov Yu.F., Gromov V.E., Peregudov O.A., Morozov K.V., Yur’ev A.B. Evolution of the structure and phase states of rails in prolonged operation // Steel in Translation. 2015. Vol. 45. No. 4. P. 254 – 257.Peregudov O.A., Gromov V.E., Ivanov Yu.F., Morozov K.V., Alsaraeva K.V., Semina O.A. Structure-phase states evolution in rails dur-ing a long operation // AIP conference pro-ceedings. 2015. Vol. 1683. No. 020179.Peregudov O.A., Gromov V.E., Ivanov Yu.F., Morozov K.V., Alsaraeva K.V., Semina O.A. Structure-phase states evolution in rails dur-ing a long operation // AIP conference pro-ceedings. 2015. Vol. 1683. No. 020179.Gromov V.E., Morozov K.V., Yur’ev A.B., Peregudov O.A. Fragmentation of the grain structure of quenched rails // Steel in Transla-tion. 2015. Vol. 45. No. 10. P. 759 – 761.Gromov V.E., Morozov K.V., Yur’ev A.B., Peregudov O.A. Fragmentation of the grain structure of quenched rails // Steel in Transla-tion. 2015. Vol. 45. No. 10. P. 759 – 761.Ivanov Yu.F., Peregudov O.A., Morozov K.V., Gromov V.E., Popova N.A., Nikonenko E.N. Formation Structural Phase Gradients in Rail Steel During Long Term Operation // IOP Conference Series: Materials Science and En-gineering. 2016. Vol. 112. No. 012038.Ivanov Yu.F., Peregudov O.A., Morozov K.V., Gromov V.E., Popova N.A., Nikonenko E.N. Formation Structural Phase Gradients in Rail Steel During Long Term Operation // IOP Conference Series: Materials Science and En-gineering. 2016. Vol. 112. No. 012038.Gromov V.E., Morozov K.V., Ivanov Yu.F., Aksenova K.V., Peregudov O.A., Semin A.P. Formation and evolution of structure-phase states in rails after drawn resource // Diagnos-tics, Resource and Mechanics of Materials and Structures. 2016. No. 1. P. 38 – 44.Gromov V.E., Morozov K.V., Ivanov Yu.F., Aksenova K.V., Peregudov O.A., Semin A.P. Formation and evolution of structure-phase states in rails after drawn resource // Diagnos-tics, Resource and Mechanics of Materials and Structures. 2016. No. 1. P. 38 – 44.Gromov V.E., Peregudov O.A., Ivanov Y.F., Glezer A.M., Morozov K.V., Aksenova K.V., Semina O.A. Physical nature of rail strength-ening in long term operation // AIP Confer-ence Proceedings. 2016. Vol. 1783. No. 020069.Gromov V.E., Peregudov O.A., Ivanov Y.F., Glezer A.M., Morozov K.V., Aksenova K.V., Semina O.A. Physical nature of rail strength-ening in long term operation // AIP Confer-ence Proceedings. 2016. Vol. 1783. No. 020069.Ivanov Yu.F., Gromov V.E., Glezer A.M., Pere-gudov O.A., Morozov K.V. Nature of the struc-tural degradation rail surfaces during operation // Bulletin of Russian Academy of Science. Physics. 2016. Vol. 80. No. 12. P. 1483 – 1488.Ivanov Yu.F., Gromov V.E., Glezer A.M., Pere-gudov O.A., Morozov K.V. Nature of the struc-tural degradation rail surfaces during operation // Bulletin of Russian Academy of Science. Physics. 2016. Vol. 80. No. 12. P. 1483 – 1488.Peregudov O.A., Gromov V.E., Ivanov Y.F., Morozov K.V., Konovalov S.V. Structural and phase states in high-quality rail // Steel in Translation. 2016. Vol. 46. No. 4. P. 260 – 263.Peregudov O.A., Gromov V.E., Ivanov Y.F., Morozov K.V., Konovalov S.V. Structural and phase states in high-quality rail // Steel in Translation. 2016. Vol. 46. No. 4. P. 260 – 263.Peregudov O.A., Morozov K.V., Gromov V.E., Glezer A.M., Ivanov Yu.F. Formation of internal stress fields in rails during long-term operation // Russian metallurgy. 2016. Vol. 2016. No. 4. P. 371 – 374.Peregudov O.A., Morozov K.V., Gromov V.E., Glezer A.M., Ivanov Yu.F. Formation of internal stress fields in rails during long-term operation // Russian metallurgy. 2016. Vol. 2016. No. 4. P. 371 – 374.Gromov V.E., Ivanov Y.F., Morozov K.V., Peregudov O.A., Semina O.A. Long-term op-eration of rail steel: degradation of structure and properties of surface layer // Journal of surface investigation. X-ray, Synchrotron and Neytron techniques. 2016. Vol. 10. No. 5. P. 1101 – 1105.Gromov V.E., Ivanov Y.F., Morozov K.V., Peregudov O.A., Semina O.A. Long-term op-eration of rail steel: degradation of structure and properties of surface layer // Journal of surface investigation. X-ray, Synchrotron and Neytron techniques. 2016. Vol. 10. No. 5. P. 1101 – 1105.Ivanov Y.F., Morozov K.V., Peregudov O.A., Gromov V.E. Degradation of rail-steel struc-ture and properties of the surface layer // Steel in Translation. 2016. Vol. 46. No. 8. P. 567 – 570.Ivanov Y.F., Morozov K.V., Peregudov O.A., Gromov V.E. Degradation of rail-steel struc-ture and properties of the surface layer // Steel in Translation. 2016. Vol. 46. No. 8. P. 567 – 570.Громов В. Е., Юрьев А.А., Морозов К.В. и др. Эволюция тонкой структуры в поверх-ностных слоях 100-м дифференцированно закаленных рельсов при длительной экс-плуатации // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2017. Т. 14. № 2. С. 267 – 273.Громов В. Е., Юрьев А.А., Морозов К.В. и др. Эволюция тонкой структуры в поверх-ностных слоях 100-м дифференцированно закаленных рельсов при длительной экс-плуатации // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2017. Т. 14. № 2. С. 267 – 273.Громов В.Е., Юрьев А.А., Иванов Ю.Ф. и др. Перераспределение атомов углерода в дифференцированно закаленных рельсах при длительной эксплуатации // Изв. вузов. Черная металлургия. 2018. Т. 61. № 6. С. 56 – 69.Громов В.Е., Юрьев А.А., Иванов Ю.Ф. и др. Перераспределение атомов углерода в дифференцированно закаленных рельсах при длительной эксплуатации // Изв. вузов. Черная металлургия. 2018. Т. 61. № 6. С. 56 – 69.Юрьев А.А., Громов В.Е., Морозов К.В. и др. Изменение структуры и фазового соста-ва поверхности 100-м дифференцированно закаленных рельсов при длительной экс-плуатации // Изв. вуз. Черная металлургия. 2017. Т. 60. № 10. С. 826 – 831.Юрьев А.А., Громов В.Е., Морозов К.В. и др. Изменение структуры и фазового соста-ва поверхности 100-м дифференцированно закаленных рельсов при длительной экс-плуатации // Изв. вуз. Черная металлургия. 2017. Т. 60. № 10. С. 826 – 831.Иванов Ю.Ф., Громов В.Е., Юрьев А.А. и др. Природа поверхностного упрочнения дифференцированно закаленных рельсов при длительной эксплуатации // Деформация и разрушение материалов. 2018. № 4. С. 67 – 85.Иванов Ю.Ф., Громов В.Е., Юрьев А.А. и др. Природа поверхностного упрочнения дифференцированно закаленных рельсов при длительной эксплуатации // Деформация и разрушение материалов. 2018. № 4. С. 67 – 85.Громов В.Е., Юрьев А.А., Иванов Ю.Ф. и др. Анализ механизмов деформационного упрочнения рельсовой стали в процессе длительной эксплуатации // Проблемы чер-ной металлургии и материаловедения. 2017. № 3. С. 76 – 84.Громов В.Е., Юрьев А.А., Иванов Ю.Ф. и др. Анализ механизмов деформационного упрочнения рельсовой стали в процессе длительной эксплуатации // Проблемы чер-ной металлургии и материаловедения. 2017. № 3. С. 76 – 84.Иванов Ю.Ф., Юрьев А.А. и др. Градиенты структуры и свойств поверхностных слоев дифференцированно закаленных рельсов после длительной эксплуатации // Фунда-ментальные проблемы современного мате-риаловедения. 2017. Т. 14. № 3. С. 297 – 305.Иванов Ю.Ф., Юрьев А.А. и др. Градиенты структуры и свойств поверхностных слоев дифференцированно закаленных рельсов после длительной эксплуатации // Фунда-ментальные проблемы современного мате-риаловедения. 2017. Т. 14. № 3. С. 297 – 305.Юрьев А.А., Юрьев А.А., Громов В.Е., Гришунин В.А. и др. Механизмы разруше-ния пластинчатого перлита дифференциро-ванно закаленных рельсов при длительной эксплуатации // Фундаментальные пробле-мы современного материаловедения. 2017. Т. 14. № 4. С. 438 – 444.Юрьев А.А., Юрьев А.А., Громов В.Е., Гришунин В.А. и др. Механизмы разруше-ния пластинчатого перлита дифференциро-ванно закаленных рельсов при длительной эксплуатации // Фундаментальные пробле-мы современного материаловедения. 2017. Т. 14. № 4. С. 438 – 444.Иванов, Ю.Ф., Юрьев А.А., Громов В.Е. и др. Преобразование карбидной фазы рель-сов при длительной эксплуатации // Изв. вузов Черная металлургия. 2018. Т. 61. № 2. С. 140 – 148.Иванов, Ю.Ф., Юрьев А.А., Громов В.Е. и др. Преобразование карбидной фазы рель-сов при длительной эксплуатации // Изв. вузов Черная металлургия. 2018. Т. 61. № 2. С. 140 – 148.Громов В. Е., Юрьев А.А., Иванов Ю.Ф. и др. Эволюция структуры и свойств диффе-ренцированно закаленных рельсов в про-цессе длительной эксплуатации // Металло-физика и новейшие технологии. 2017. Т. 39. № 12. С. 1599 – 1646.Громов В. Е., Юрьев А.А., Иванов Ю.Ф. и др. Эволюция структуры и свойств диффе-ренцированно закаленных рельсов в про-цессе длительной эксплуатации // Металло-физика и новейшие технологии. 2017. Т. 39. № 12. С. 1599 – 1646.Громов В.Е., Юрьев А.А., Иванов Ю.Ф. и др. Трансформация структуры 100-метровых дифференцированно закаленных рельсов при длительной эксплуатации // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2018. Т. 15. № 1. С. 128 – 134.Громов В.Е., Юрьев А.А., Иванов Ю.Ф. и др. Трансформация структуры 100-метровых дифференцированно закаленных рельсов при длительной эксплуатации // Фундаментальные проблемы современного материаловедения. 2018. Т. 15. № 1. С. 128 – 134.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.