Морфология перлита, формирующегося в процессе изготовления рельсов из стали заэвтектоидного состава
Аннотация
Исследованы структура и фазовый состав металла выкружки рельса типа Р65 категории ДТ400ИК из стали 90ХАФ после длительной эксплуатации на Восточно-Сибирской железной дороге (пропущенный тоннаж 175,9 млн. т брутто). Проведен анализ структурно-фазового состояния фрагмента рельсовой стали в слое, расположенном на расстоянии 10 мм от поверхности по оси выкружки. Установлено, что в слое формируется преимущественно структура пластинчатого перлита. Выполнен анализ дефектной структуры пластинчатого перлита на разных структурно-масштабных уровнях (макро-, микро-, субмикро- и нано-уровнях). Показано, что исследуемая сталь имеет внутренние поля напряжений упругого характера. Источниками полей напряжений являются границы раздела колоний перлита и некоторой совокупности пластин в пределах одной колонии, а также границы раздела пластин феррита и цементита.
Ключевые слова
Литература
Бессонова О. В., Головатенко А. В., Гришунин В. А.и др. Наука и сталь / Под ред. В. Е. Громова и С. В. Коновалова. Новокузнецк: Полиграфист, 2025. 215 с.
Cookson J. M., Mutton P. J. The role of the environment in the rolling contact fatigue cracking of rails // Wear. 2011. V. 271. P. 113 – 119. DOI: 10.1016/j.wear.2010.10.011
Wang J., Chen X., Li X., Wu Y. Influence of heavy haul railway curve parameters on rail wear // Eng. Fail. Anal. 2015. V. 57. P. 511 – 520. DOI: 10.1016/j.engfailanal.2015.08.021
Gromov V. E., Ivanov Yu. F., Qin R. S. et al. Degradation of structure and properties of rail surface layer at long-term operation // Mater. Sci. Technol. 2017. V. 33, Is. 12. P. 1473 – 1478. DOI: 10.1080/02670836.2017.1287983
Yuriev A. A., Ivanov Yu. F., Gromov V. E. et al. Structure and properties of lengthy rails after extreme long-term operation. Millersville, PA, USA: Materials Research Forum LLC, 2021. V. 106. 190 p. DOI: 10.21741/9781644901472
Rong K-J., Xiao Ye-L., Shen M-X. et al. Influence of ambient humidity on the adhesion and damage behavior of wheel-rail interface under hot weather condition // Wear. 2021. V. 486 – 487. Art. 204091. DOI: 10.1016/j.wear.2021.204091
Bai W., Zhou L., Wang P. et al. Damage behavior of heavy-haul rail steels used from the mild conditions to harsh conditions // Wear. 2022. V. 496 – 497. Art. 204290. DOI: 10.1016/j.wear. 2022.204290
Pan R., Chen Y., Lan H. et al. Investigation into the microstructure evolution and damage on rail at curved tracks // Wear. 2022. V. 504 – 505. Art. 204420. DOI: 10.1016/j.wear. 2022.204420
Zhou L., Ding H., Han Z. et al. Study of rolling-sliding contact damage and tribo-chemical behaviour of wheel-rail materials at low temperatures // Eng. Fail. Anal. 2022. V. 134. Art. 106077. DOI: 10.1016/j.engfailanal.2022.106077
Mojumder S., Mishra K., Singh K. et al. Effect of track curvature on the microstructure evolution and cracking in the longitudinal section of lower gauge corner flow lips formed in rails // Eng. Fail. Anal. 2022. V. 135. Art. 106177. DOI: 10.1016/j.engfailanal.2022.106177
Ma L., Guo J., Liu Q. Y., Wang W. J. Fatigue crack growth and damage characteristics of high-speed rail at low ambient temperature // Eng. Fail. Anal. 2017. V. 82. P. 802 – 815. DOI: 10.1016/j.engfailanal.2017.07.026
Hu Y., Guo L. C., Maiorino M. et al. Comparison of wear and rolling contact fatigue behaviours of bainitic and pearlitic rails under various rolling-sliding conditions // Wear. 2020. V. 460 – 461. Art. 203455. DOI: 10.1016/j.wear.2020.203455
Hu Y., Zhou L., Ding H. H. et al. Microstructure evolution of railway pearlitic wheel steels under rolling-sliding contact loading // Tribol. Int. 2021. V. 154. Art. 106685. DOI: 10.1016/j.triboint.2020.106685
Zhou L., Bai W., Han Z. et al. Comparison of the damage and microstructure evolution of eutectoid and hypereutectoid rail steels under a rolling-sliding contact // Wear. 2022. V. 492 – 493. Art. 204233. DOI: 10.1016/j.wear.2021.204233
Wen J., Marteau J., Bouvier S. et al. Comparison of microstructure changes induced in two pearlitic rail steels subjected to a full-scale wheel/rail contact rig test // Wear. 2020. V. 456 – 457. Art. 203354. DOI: 10.1016/j.wear.2020.203354
Alwahdi F. A. M., Kapoor A., Franklin F. J. Subsurface microstructural analysis and mechanical properties of pearlitic rail steels in service // Wear. 2013. V. 303, Is. 1 – 2. P. 1453 – 1460. DOI: 10.1016/j.wear.2012.12.058
Wang W. J., Lewis R., Yang B. et al. Wear and damage transitions of wheel and rail materials under various contact conditions // Wear. 2016. V. 362 – 363. P. 146 – 152. DOI: 10.1016/j.wear.2016.05.021
Pan R., Ren R., Zhao X., Chen C. Influence of microstructure evolution during the sliding wear of CL65 steel // Wear. 2018. V. 400 – 401. P. 169 – 176. DOI: 10.1016/j.wear.2018.01.005
Nguyen B. H., Al-Juboori A., Zhu H. et al. Formation mechanism and evolution of white etching layers on different rail grades // Int. J. Fatigue. 2022. V. 163. Art. 107100. DOI: 10.1016/j.ijfatigue.2022.107100
Дефекты рельсов. Классификация, каталог и параметры дефектных и остродефектных рельсов: Инструкция. М.: Распоряжение ОАО “РЖД” № 2499 от 23.10.2014 г.
Банных О. А., Будберг П. Б., Алисова С. П. и др. Диаграммы состояния двойных и многокомпонентных систем на основе железа: Справ. изд. М.: Металлургия, 1986. 440 с.
Гуляев А. П. Металловедение. Учебник для вузов. 6-е изд., перераб. и доп. М.: Металлургия, 1986. 544 с.
Тушинский Л. И. Структурная теория конструктивной прочности материалов. Новосибирск: НГТУ, 2004. 399 с.
Счастливцев В. М., Медведева Н. И., Крапошин В. С. и др. Цементит в углеродистых сталях: коллективная монография/Под ред. В. М. Счастливцева. Екатеринбург: Издательство УМЦ УПИ, 2017. 380 с.
Хирш П., Хови А., Николсон П. и др. Электронная микроскопия тонких кристаллов. М.: Мир, 1968. 574 с.
Громов В. Е., Козлов Э. В., Базайкин В. И. и др. Физика и механика волочения и объемной штамповки. М.: Недра, 1997. 280 с.
Gleser A. M., Kozlov E. V., Koneva N. A. et al. Plastic Deformation of Nanostructured Materials. CRC Press, Taylor & Francis Group, Boca Raton, London, New York, 2017. 321 р.
Попова Н. А., Громов В. Е., Никоненко Е. Л. и др. Механизмы упрочнения в металлах и сплавах. Новокузнецк: Полиграфист, 2024. 133 с.
DOI: https://doi.org/10.30906/mitom.2026.8.31-40
© Издательский дом «Фолиум», 1998–2026