Градиенты структуры, фазового состава и дислокационной субструктуры рельсов при сверхдлительной эксплуатации
УДК 533.6.078.5
Аннотация
С использованием методов современного физического материаловедения изучены структура, фазовый состав, дислокационная субструктура и перераспределение углерода в дифференцированно закаленных 100-метровых рельсах после сверхдлительной эксплуатации (пропущенный тоннаж с 2013 г. — 1770 млн т брутто). В сечении головки рельсов по центральной оси симметрии и радиуса скругления выкружки на расстояниях 0, 2, 10 мм от поверхности выявлены закономерности изменения основных параметров: относительного содержания различных морфологических разновидностей структуры, скалярной и избыточной плотности дислокаций, объемной доли цементита, перераспределения атомов углерода. Высказано предположение, что снижение объемной доли карбидной фазы в поверхностном слое головки может быть связано с обезуглероживанием и выходом атомов углерода на дефекты структуры стали. Отмечено, что преобразования вдоль центральной оси протекают значительно медленнее по сравнению с изменением относительно радиуса скругления выкружки.
Скачивания
Metrics
Литература
Gromov V.E., Ivanov Yu.F., Yuriev A.B., Morozov K.V Microstructure of quenched rails. Cambridge: CISPLtd, 2016.
Yuriev A.A., Gromov VE., Ivanov Yu.F., Rubannikova Yu.A., Starostenkov M.D., Tabakov P.Y. Structure and Properties of Lengthy Rails after Extreme Long-Term Operation. Materials Research Forum LLC, 2021.
Gromov V.E., Ivanov Yu.F., Kormyshev V.E., Yuriev A.A., Semin A.P., Rubannikova Yu.A. Change in Structural-Phase States and Properties of Lengthy Rails during Extremely LongTerm Operation // Progress in Physics of Metals. 2020. Vol. 21. № 4. DOI: 10.15407/ufm.21.04.527.
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. URL: https://doi.org/10.1016/j.ijfatigue2015.10.012.
Gavriljuk V.G. Comment on “Effect of interlamellar spacing on cementite dissolution during wire drawing of pe-arlitic steel wires” // Scripta Mater. 2001. Vol. 45. URL: https:// doi.org/10.1016/S1359-6462(01)01185-X.
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. URL: https://doi.org/10.1016/j. actamat.2011.03.022.
Gavriljuk V.G. Decomposition of cementite in pearlitic steel due to plastic deformation // Mater. Sci. Eng. A. 2003. Vol. 345. URL:https://doi.org/10.1016/S0921-5093(02)00358-1.
Ning J.-li., Courtois-Manara E., Kormanaeva L., Ganeev A.V., Valiev R.Z., Kubel C., Ivanisenko Yu. Tensile properties and work hardening behaviors of ultrafine grained carbon steel and pure iron processed by warm high pressure torsion // Mater. Sci. Eng. A. 2013. Vol. 581. URL: https://doi.org/10.1016/j. msea.2013.05.008.
Ivanisenko Yu., Maclaren I., Souvage X., Valiev R.Z., Fecht H.J. Shear-induced a^y transformation in nanoscale Fe-C composite // Acta Mater. 2006. Vol. 54. No 6. URL: https://doi.org/10.1016/j.actamat.2005.11.034.
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. 2015. Vol. 9. No. 6. URL: https://doi.org/10.1134/S1027451015060282
Gromov V.E., Yuriev A.A., Ivanov Yu.F., Glezer A.M., Konovalov S.V., Semin A.P., Sundeev R.V., Defect substructure change in 100-m differentially hardened rails in long-term operation // Materials Letters. 2017. Vol. 209. URL: https://doi. org/10.1016/j.matlet.2017.07.135.
Kormyshev V.E., Gromov V.E., Ivanov Yu.F., Glezer A.M., Yuriev A.A., Semin A.P., Sundeev R.V. Structural phase states and properties of rails after long-term operation // Materials Letters. 2020. Vol. 268. URL: https://doi.org/10.1016/j. matlet.2020.127499.
Egerton F.R. Physical Principles of Electron Microscopy. Basel, 2016.
Kumar C.S.S.R. Transmission Electron Microscopy. Characterization of Nanomaterials. New York, 2014.
Carter C.B., Williams D.B. Transmission Electron Microscopy. Berlin, 2016.
Тушинский Л.И., Батаев А.А., Тихомирова Л.Б. Структура перлита и конструктивная прочность стали. Новосибирск, 1993.
Утевский Л.М. Дифракционная электронная микроскопия в металловедении. М., 1973.
Томас Г., Гориндж М.Дж. Просвечивающая электронная микроскопия материалов. М., 1983.
Хирш П., Хови А., Николсон Р. и др. Электронная микроскопия тонких кристаллов. М., 1968.
Панин В.Е., Лихачев В.А., Гриняев Ю.В. Структурные уровни деформации твердых тел. Новосибирск : Наука, 1985.
Рыбин В.В. Большие пластические деформации и разрушение металлов. М., 1986.
Эшелби Дж. Континуальная теория дислокаций. М., 1963.
Конева Н.А., Козлов Э.В. Природа субструктурного упрочнения // Известия вузов. Физика. 1982. № 8.
Владимиров В.И. Физическая теория прочности и пластичности. Точечные дефекты. Упрочнение и возврат. Л., 1975.
Штремель М.А. Прочность сплавов. Ч. I. Дефекты решетки. М., 1999.
Финкель В.М. Физические основы торможения разрушения. М., 1977.
Конева Н.А., Козлов Э.В., Тришкина Л.И., Лычагин Д.В. Дальнодействующие поля напряжений, кривизна-кручение кристаллической решетки и стадии пластической деформации. Методы измерений и результаты // Новые методы в физике и механике деформируемого твердого тела : сб. трудов междунар. конф. Томск, 1990.
Конева Н.А., Козлов Э.В., Попова Н.А., Иванов Ю.Ф. и др. Структура и источники дальнодействую-щих полей напряжений ультрадисперсной меди // Структура, фазовые превращения и свойства нанокристалличе-ских сплавов. Екатеринбург, 1997.
Могутнов Б.М., Томилин И.А., Шварцман Л.М. Термодинамика железо-углеродистых сплавов. М., 1972.
Громов В.Е., Козлов Э.В., Панин В.Е., Иванов Ю.Ф. и др. Каналы деформации в условиях электропластическо-го стимулирования // Металлофизика. 1991. Т. 13. № 11.
Copyright (c) 2022 Роман Вадимович Кузнецов, Виктор Евгеньевич Громов, Юрий Федорович Иванов, Василий Евгеньевич Кормышев, Юлия Андреевна Шлярова, Антон Алексеевич Юрьев
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
