Еволюція структури та властивостей диференційовано загартованих рейок в процесі тривалої експлуатації
В. Є. Громов1, А. О. Юр’єв1, Ю. Ф. Іванов2,3, С. В. Коновалов4, О. О. Перегудов5
1Сибірський державний індустріальний університет, вул. Кірова, 42, 654007 Новокузнецьк, РФ
2Інститут сильноточної електроніки СВ РАН, просп. Академічний, 2/3, 634055, Томськ, РФ
3Національний дослідницький Томський державний університет, просп. Леніна, 36, 634050, Томськ, РФ
4Самарський національный дослідницький університет імені академіка С. П. Корольова, Московське шоссе, 34, Самара, РФ
5Омський державний технічний університет, просп. Миру, 11, корп. 8, 644050 Омськ, Росія
Отримано: 30.08.2017. Завантажити: PDF
З використанням метод сучасного фізичного матеріялознавства виявлено закономірності формування та проведено порівняльну аналізу структури, фазового складу, дефектної субструктури та властивостей, що формуються на віддалі у 0, 2, 10 мм від поверхні катання по центральній осі і по галтелі в голівці 100-метрових диференційовано загартованих рейок після пропускання тоннажу у 691,8 млн. тон брутто. Структуру криці рейок в початковому стані представлено зернами перліту пластинчастої морфології, зернами структурно-вільного фериту (зернами фериту, що не містять в об’ємі частинок карбідної фази) і зернами фериту, в об’ємі котрих спостерігаються частинки цементиту (далі по тексту — зерна ферито-карбідної суміші) переважно у вигляді коротких платівок і частинок ґлобулярної форми. Тривала експлуатація супроводжується формуванням ґрадієнтної субструктури, що виражається в закономірній зміні скалярної і надлишкової густин дислокацій, амплітуди кривини–кручення кристалічної ґратниці криці, ступеня деформаційного перетворення структури пластинчастого перліту. Показано, що руйнування платівок цементиту колоній перліту перебігає переважно за двома механізмами — шляхом розрізання ковзними дислокаціями та в результаті відходу атомів Карбону з кристалічної ґратниці цементиту на дислокації. Якщо в початковому стані атоми Карбону в основному зосереджені у частинках цементиту, то після тривалої експлуатації рейок, крім частинок цементиту, вони знаходяться на дефектах кристалічної структури криці (дислокаціях, межах зерен і субзерен). Виявлено багаточинниковий характер зміцнення криці, який визначається сукупністю структурних складових металу рейок. Визначено кількісні показники фізичних механізмів зміцнення. Показано, що, незалежно від аналізованого об’єму матеріялу (галтель або поверхня катання) і віддалі до робочої поверхні, основний внесок у зміцнення металу рейкової криці вносить дислокаційна субструктура, яка формується в процесі експлуатації рейок.
Ключові слова: структура, фазовий склад, дефектна субструктура, перерозподіл Карбону, механізми зміцнення, рейки, експлуатація.
URL: http://mfint.imp.kiev.ua/ua/abstract/v39/i12/1599.html
PACS: 61.72.Lk, 62.20.M-, 62.20.Qp, 81.40.Ef, 81.40.Np, 81.40.Pq, 83.50.Uv