С помощью методов оптической, сканирующей, просвечивающей электронной дифракционной микроскопии и измерения микротвердости и трибологических параметров установлены закономерности изменения структурно-фазовых состояний и дефектной субструктуры поверхностных слоев рельсов до 10 мм по центральной оси и выкружке после длительной эксплуатации (пропущенный тоннаж - 500 и 1 000 млн т брутто). Показано, что скорость износа по центральной оси увеличивается в 3 и 3,4 раза при пропущенном тоннаже в 500 и 1 000 млн т соответственно, а коэффициент трения снижается в 1,4 и 1,1 раза. По характеру излома и уровню дефектности выделены и проанализированы три слоя: поверхностный, переходный и основной объем металла. После 500 млн т пропущенного тоннажа пластины цементита полностью разрушаются и формируются частицы цементита округлой формы размерами 10 - 50 нм. После 1000 млн т отмечено протекание начальной стадии динамической рекристаллизации. Обсуждены возможные причины наблюдаемых закономерностей. Отмечено, что при эксплуатации рельсов возможно протекание двух конкурирующих процессов: процесса разрезания частиц цементита с последующим выносом их в объем ферритных зерен или пластин (в структуре перлита), процесса разрезания, последующего растворения частиц цементита, перехода атомов C на дислокации (атмосферы Коттрелла), переноса атомов C дислокациями в объем зерен (или пластин) феррита с последующим формированием наноразмерных частиц цементита. Деформационное преобразование стали приводит к увеличению скалярной и избыточной плотности дислокаций, величины кривизны-кручения кристаллической решетки и амплитуды внутренних полей напряжений. Выявлены элементы структуры, способные быть концентраторами напряжений. Выполнен количественный анализ механизмов упрочнения рельсов на различном расстоянии от поверхности катания по центральной оси и по выкружке после длительной эксплуатации. Показано, что упрочнение носит многофакторный характер и обусловлено: субструктурным упрочнением, вызванным формированием наноразмерных фрагментов; дисперсионным упрочнением частицами карбидной фазы; упрочнением, обусловленным формированием на дислокациях атмосфер Коттрелла и Сузуки; внутренними полями напряжений, формирующимися внутри- и межфазными границами.

  Повний текст PDF - 1.279 Mb    Зміст випуску     Цитування публікації

  Якщо, ви не знайшли інформацію про автора(ів) публікації, маєте бажання виправити або відобразити більш докладну інформацію про науковців України запрошуємо заповнити "Анкету науковця"