СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МИКРОСТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ РЕЛЬСОВ РАЗЛИЧНОГО ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА

Увеличение осевых нагрузок и массы подвижного состава, характерных для современного тяжеловесного движения, а также существенное повышение скоростей движения пассажирских поездов увеличивают нагрузки на железнодорожный путь. Вместе с этим со стороны потребителей рельсовой продукции выдвигаются требования по увеличению сроков межремонтной наработки, повышению долговечности и надежности рельсов как основного и наиболее нагруженного элемента верхнего строения пути. Эксплуатационная стойкость рельсов в значительной степени определяется структурно-фазовым состоянием стали. Важной технической задачей является установление закономерностей формирования микроструктуры рельсов в зависимости от химического состава стали и влияния структуры на свойства готовой продукции. В результате проведенных исследований установлены связи между параметрами структуры и физико-механическими свойствами рельсов, а также между содержанием основных химических элементов в стали и межпластинчатым расстоянием перлита. Разработаны предложения по получению мелкодисперсной перлитной структуры, обеспечивающей наиболее высокие эксплуатационные свойства.

1. Добужская А.Б., Галицын Г.А., Мухранов Н.В., Фомичев М.С., Белокурова Е.В., Беликов С.В. Исследование структурно-фазового превращений при охлаждении рельсовой стали. Сталь. 2015;(11):86–91.

2. Полевой Е.В., Добужская А.Б., Темлянцев М.В. Влияние скорости охлаждения на формирование структуры рельсовой стали, микролегированной ванадием и ниобием. Машиностроение, материа-ловедение: Вестник ПНИПУ. 2016;(4):7–20. https://doi.org/10. 15593/2224-9877/2016.4.01

3. Masaharu U., Kenji М. Effects of carbon content and hardness on rolling contact fatigue resistance in heavily loaded pearlitic rail steels. Wear. 2020;444-445:203120. https://doi.org/ 10.1016/j.wear.2019.203120

4. Ивано Г., Кацуя И. Технологические и экс-плуатационные характеристики рельсов с высоким содержанием углерода. В кн.: Улучшение качества и условий эксплуатации рельсов и рельсовых скреплений: Сборник научных трудов. ОАО «УИМ». Екатеринбург, 2012:72–81.

5. Полевой Е.В., Юнин Г.Н., Головатенко А.В., Темлянцев М.В. Новейшие разработки рельсовой продукции в АО «ЕВРАЗ ЗСМК». Сталь. 2019;7:55–58.

6. Павлов В.В., Годик Л.А., Корнева Л.В., Козырев Н.А., Гизатулин Р.А. Производство рельсов повышенной износостойкости. Известия вузов. Черная металлургия. 2007;(10):35–37.

7. Смирнов Л.А., Кушнарев А.В., Добужская А.Б., Киричков А.А., Белокурова Е.В. Стали транспортного назначения, микролегированные ванадием и азотом. Сталь. 2020;(6):56–63.

8. Arunim Ray. Microalloying with niobium in rail steels. Materials Science and Technology. 2017; 33(14):1584–1600. https://doi.org/10.1080/ 02670836.2017.1309111

9. Полевой Е.В., Волков К.В., Кузнецов Е.П., Головатенко А.В., Атконова О.П., Юнусов А.М. Разработка технологии производства дифференцированно термоупрочненных рельсов на ОАО «ЕВРАЗ ЗСМК». В кн.: Улучшение качества и условий эксплуатации рельсов и рельсовых скреплений (по материалам заседания некоммерческого партнерства «Рельсовая Комиссия» 25 – 27 октября 2013 г): Сборник научных докладов. Екатеринбург: ОАО «УИМ». 2014:93–100.

10. Полевой Е.В., Добужская А.Б., Темлянцев М.В. Влияние скорости охлаждения на формирование структуры рельсовой стали, микролегированной ванадием и ниобием. Вестник Пермского национального исследовательского политехнического университета. Машиностроение, материаловедение. 2016;18(4):7–20. https://doi.org/10.15593/ 2224-9877/2016.4.01

11. Godefroid L. B., Souza A. T., Pinto M. A. Fracture toughness, fatigue crack resistance and wear resistance of two railroad steels. Journal of Materials Research and Technology. 2020;9(5):9588–9597. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2020.06.092

12. Егорова Л.Ю. Влияние структурного состояния перлита на физико-механические и коррозионные свойства высокоуглеродистых сталей: автореф. дис. канд. техн. наук. Екатеринбург: ИФМ УрО РАН, 2014:23.

13. Счастливцев В.М., Мирзаев Д.А., Яковлева И.Л., Окишев К.Ю., Табатчикова Т.И., Хлебникова Ю.В. Перлит в углеродистых сталях. Екатеринбург: УрО РАН, 2006:311.

14. Новожилов И.С., Чередников В.А., Полевой Е.В., Рубцов В.Ю., Улегин К.А. Влияние микролегирования и горячей деформации на кинетику распада аустенита рельсовой стали. Калибровочное бюро. 2022;20:11–22.

15. Изотов В.И., Поздняков В.А., Лукьяненко Е.В., Усанова О.Ю., Филиппов Г.А. Влияние дисперсности перлита на механические свойства, деформационное поведение и характер разрушения высокоуглеродистой стали. Физика металлов и металловедение. 2007;103(8):549–560.

16. Gray G.T., Thompson A.W., Williams J.C. Influence of microstructure on fatigue crack initiation in fully pearlitic steels. Metellurgical Transactions A.V. 1985;16(3):753–760.

17. Колбасников Н.Г., Варгасов H.P., Зотов О.Г., Лукьянов А.А., Белозеров В.Л. Исследование эксплуатационной надежности железнодорожных рельсов, прокатанных по разным технологиям. Сталь. 2014;(12):76–83.

18. Shur Ev.A., Bychkova N.Ya., Trushevsy S.M. Physical aspects of rolling contact fatigue of rail steels. Wear. 2005;258:1165–1171. http://dx.doi.org/10.1016/j.wear.2004.03.027

19. Чичко A.H., Сачек O.A., Соболев В.Ф., Веденеев A.B. О новых математических методах анализа строения эвтектоидных колоний перлитных сталей. Литье и металлургия. 2012(4(68)):69–73.

20. Добужская А.Б., Галицын Г.А., Юнин Г.Н., Полевой Е.В., Юнусов А.М. Исследование влияния химического состава, микроструктуры и механических свойств на износостойкость рельсовой стали. Сталь. 2020;(12):52–55.

21. Кушнарев А.В., Сухов А.В., Петренко Ю.П., Филиппов Г.А. О вязкости разрушения колесной стали. Вестник Магнитогорского Государственного Технического Университета им. Г.И. Носова. 2006;(4(16)):87–92.