ИЗМЕНЕНИЕ СТРУКТУРНО-ФАЗОВЫХ СОСТОЯНИЙ РЕЛЬСОВ НА РАЗНЫХ ЭТАПАХ ДЛИТЕЛЬНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ

Методами просвечивающей электронной дифракционной микроскопии исследовано изменение структурно-фазовых состояний дифференцированно закаленных 100-м рельсов на различной (до 10 мм) глубине в головке рельсов по центральной оси и по выкружке в исходном состоянии и после разных сроков длительной эксплуатации (пропущенный тоннаж 691,8, 1411 и 1770 млн т брутто). Отмечено значительное преобразование структурно-фазового состояния зерен пластинчатого перлита: происходит разрушение пластин цементита путем их разрезания движущимися дислокациями и путем растворения с выходом углерода из решетки цементита на линии дислокаций, малоугловые и большеугловые границы. Выявлено формирование субзеренной структуры, содержащей наноразмерные частицы цементита, расположенные в стыках и вдоль границ субзерен. Выявлен градиентный характер изменения скалярной и избыточной плотности дислокаций по сечению головки рельсов.

1. Ivanisenko Yu., Maclaren I., Souvage X., Valiev R.Z., Fecht H.J. Shear-induced α→γ transformation in nanoscale Fe–C composite // Acta Materialia. 2006. Vol. 54. P. 1659–1669.

2. Seo J.-W., Jun H.-K., Kwon S.-J., Lee D.-H. Rolling contact fatigue and wear of two different rail steels under rolling – sliding contact // International Journal of Fatigue. 2016. Vol. 83. P. 184–194.

3. Lewis R., Christoforou P., Wang W.J., Beagles A., Burstow M., Lewis S.R. Investigation of the influence of rail hardness on the wear of rail and wheel materials under dry conditions (ICRI wear mapping project) // Wear. 2019. Vol. 430-431. P. 383–392.

4. Skrypnyk R., Ekh M., Nielsen J.C.O., Pålsson B.A. Prediction of plastic deformation and wear in railway crossings – comparing the performance of two rail steel grades // Wear. 2019. Vol. 428-429. P. 302–314.

5. Kim D., Quagliato L., Park D., Kim N. Life-time prediction of linear slide rails based on surface abrasion and rolling contact fatigue-induced damage // Wear. 2019. Vol. 420-421. P. 184–194.

6. Yuriev A.A., Gromov V.E., Ivanov Yu.F., Rubannikova Yu.A., Starostenkov M.D., Tabakov P.Y. Structure and properties of lengthy rails after extreme long-term operation. In book: Materials Research Forum LLC, 2021. 193 p.

7. Ivanov Yu.F., Gromov V.E., Glezer A.M., Peregudov O.A., Morozov K.V. Nature of the structural degradation of rail surfaces during operation // Bulletin of Russian Academy of Science: Physics. 2016. No. 80 (12). P. 1483–1488.

8. Zuo J.M., Spence J.C.H. Advanced Transmission Electron Microscopy. New York: Springer, 2017. 729 p.

9. Egerton F.R. Physical principles of electron microscopy. Basel: Springer International Publishing, 2016. 196 p.

10. Конева Н.А., Козлов Э.В. Природа суб-структурного упрочнения // Известия вузов. Физика. 1982. Т. 8. № 3. С. 13, 14.

11. Рыбин В.В. Большие пластические дефор-мации и разрушение металлов. М.: Металлургия, 1986. 224 c.