Preview

Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия

Расширенный поиск

ЭКСПЛУАТАЦИЯ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ: ДЕГРАДАЦИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ

https://doi.org/10.17073/0368-0797-2016-8-576-580

Полный текст:

Аннотация

Методами оптической, сканирующей, просвечивающей электронной дифракционной микроскопии и путем измерения микротвердости и трибологических параметров установлены закономерности изменения структурно-фазовых состояний и дефектной субструктуры поверхности рельсов после длительной эксплуатации (пропущенный тоннаж 500 и 1000 млн. т брутто). Показано, что скорость износа увеличивается в 3,0 и 3,4 раза при пропущенном тоннаже 500 и 1000 млн. т соответственно, а коэффициент трения снижается в 1,4 и 1,1 раза. После пропущенного тоннажа 500 млн. т пластины цементита полностью разрушаются и формируются частицы цементита округлой формы размерами 10 – 50 нм. После пропущенного тоннажа 1000 млн. т отмечено протекание начальной стадии динамической рекристаллизации. Обсуждены возможные причины наблюдаемых закономерностей. Отмечено, что возможно протекание двух конкурирующих процессов при эксплуатации рельсов: 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 углерода на дислокации (атмосферы Коттрелла), перенос атомов углерода дислокациями в объем зерен (или пластин) феррита с последующим формированием наноразмерных частиц цементита.

Об авторах

Ю. Ф. Иванов
Институт сильноточной электроники СО РАН (634055, Россия, Томск, пр. Академический, 2/3); Национальный исследовательский Томский политехнический университет (634050, Россия, Томск, пр. Ленина, 30)
Россия

д.ф.-м.н., ведущий научный сотрудник, профессор



К. В. Морозов
Сибирский государственный индустриальный университет (654007, Россия, Кемеровская обл., Новокузнецк, ул. Кирова, 42)
Россия

инженер кафедры физики им. В.М. Финкеля



О. А. Перегудов
Сибирский государственный индустриальный университет (654007, Россия, Кемеровская обл., Новокузнецк, ул. Кирова, 42)
Россия

инженер кафедры физики им. В.М. Финкеля



В. Е. Громов
Сибирский государственный индустриальный университет (654007, Россия, Кемеровская обл., Новокузнецк, ул. Кирова, 42)
Россия

д.ф.-м.н., профессор, заведующий кафедрой физики им. В.М. Финкеля



Список литературы

1. Gromov V.Е., Yuriev A.B., Morozov K.V., Ivanov Yu.F. Micro structure of hardened rails. – Cambridge: CISP, 2015. – 193 p.

2. Ворожищев В.И. Состав и технология производства рельсов повышенной работоспособности. – Новокузнецк: Новокузнецкий полиграфический комбинат, 2008. – 351 с.

3. Шур Е.А. Повреждение рельсов. – М.: Интекст, 2012. – 192 с.

4. Sheinman E. Wear of Rails // J. of Friction and wear. 2012. Vol. 33. No. 4. P. 308 – 314.

5. Ivanisenko Yu., Fecht H.J. Microstructure modifi cation in the surface layers of railway rails and wheels // Steel Tech. 2008. Vol. 3. No. 1. P. 19 – 23.

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

7. Ning Jiang-Li, Courtois-Manara E., Kurmanaeva I., Ganeev A.V., Valiev R.Z., Kübel C., Ivanisenko Yu. Tensile properties and work hardening behaviors of ultrafi ne grained carbon steel and pure iron processed by warm high pressure torsion // Mater. Sci. Eng. A. 2013. Vol. 581. P. 8 – 15.

8. Gavriljuk V.G. Decomposition of cementite in pearlite steel due to plastic deformation // Mater. Sci. Eng. A. 2003. Vol. 345. P. 81 – 89.

9. Li Y.J., Chai P., Bochers C., Westerkamp S., Goto S., Raabe D., Kirchheim R. Atomic-scale mechanisms of deformation-induced cementite decomposition in pearlite // Acta Mater. 2011. Vol. 59. P. 3965–3977.

10. Gavriljuk V.G. Eff ect of interlamellar spacing on cementite dissolution during wire drawing of pearlitic steel wires // Scripta Mater. 2001. Vol. 45. P. 1469 – 1472.

11. Рыбин В.В. Большие пластические деформации и разрушение металлов. – М.: Металлургия, 1986. – 242 с.

12. Громов В.Е., Петрунин В.А. Локализация пластической деформации в условиях электростимулированного волочения // Physica Status Solidi (a). 1993. Vol. 139. P. 77 – 84.

13. Ivanov Yu.F., Gromov V.E., Peregudov O.A., Morozov K.V., Yur'ev A.B. Evolution of the structure and phase states of pails in prolonged operation // Steel in translation. 2015. Vol. 45. No. 3. P. 254 – 257.

14. 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 Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2016. Vol. 10. No. 1. P. 76 – 82.

15. Peregudov O.A., Gromov V. E., Ivanov Yu. F., Morozov K.V., Alsa raeva K.V., Semina O.A. Structure-phase states evolution in rails during a long operation // AIP Conference Proceedings. 2015. Vol. 1683. P. 020179.

16. Hirsch P.B., Howie A., Nicholson R.B., Pashley D.W., Whelan M.J. Electron Microscopy of Thin Crystals. – Melbourne: Krieger Pub lishing Co., 1977. – 574 p.

17. Утевский Л.М. Дифракционная электронная микроскопия в металловедении. – М.: Металлургия, 1973. – 584 с.


Для цитирования:


Иванов Ю.Ф., Морозов К.В., Перегудов О.А., Громов В.Е. ЭКСПЛУАТАЦИЯ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ: ДЕГРАДАЦИЯ СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПОВЕРХНОСТНОГО СЛОЯ. Известия Высших Учебных Заведений. Черная Металлургия. 2016;59(8):576-580. https://doi.org/10.17073/0368-0797-2016-8-576-580

For citation:


Ivanov Y.F., Morozov K.V., Peregudov O.A., Gromov V.E. RAIL STEEL OPERATION: DEGRADATION OF STRUCTURE AND PROPERTIES OF SURFACE LAYER. Izvestiya. Ferrous Metallurgy. 2016;59(8):576-580. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/0368-0797-2016-8-576-580

Просмотров: 104


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 0368-0797 (Print)
ISSN 2410-2091 (Online)