сгенерировать QR код
Открытый доступ
Только для подписчиков
Механизмы упрочнения металла рельсов при длительной эксплуатации
https://doi.org/10.22349/1994-6716-2020-103-3-17-28
Аннотация
На основании выявленных методами современного физического материаловедения закономерностей формирования структуры, фазового состава, дефектной субструктуры и свойств дифференцированно закаленных 100-метровых рельсов на различной глубине (до 10 мм): в головке рельсов по центральной оси и по оси симметрии выкружки в исходном состоянии и после различных сроков экстремальной эксплуатации (пропущенный тоннаж 691,8 и 1411 млн. т брутто) выполнен количественный сравнительный анализ механизмов упрочнения поверхностных слоев рельсов. Оценены вклады в упрочнение, обусловленные трением решетки матрицы, внутрифазными границами, дислокационной субструктурой, присутствием карбидных частиц, внутренними полями напряжений, твердорастворным упрочнением перлитной составляющей структуры стали.
При поддержке: Анализ структурно-фазового состояния стали выполнен при финансовой поддержке гранта РФФИ (проект №19-32-60001), анализ механизмов упрочнения выполнен при финансовой поддержке гранта РНФ (проект №19-19-00183).
Об авторах
Ю. Ф. Иванов
Институт сильноточной электроники СО РАН
Россия
Россия
д-р физ.-мат. наук
634055, Томск, пр. Академический, 2/3
В. Е. Кормышев
ФГБОУ ВО «Сибирский государственный индустриальный университет»
Россия
Россия
канд. техн. наук
654007, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
В. Е. Громов
ФГБОУ ВО «Сибирский государственный индустриальный университет»
Россия
Россия
д-р физ.-мат. наук
654007, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
А. А. Юрьев
АО «ЕВРАЗ Объединенный Западно-Сибирский металлургический комбинат»
Россия
Россия
канд. техн. наук
654043, Новокузнецк, Космическое шоссе, 19
А. М. Глезер
Институт металловедения и физики металлов ГНЦ РФ «ЦНИИ черной металлургии им. И.П. Бардина»
Россия
Россия
д-р физ.-мат. наук
105005, Москва, ул. 2-я Бауманская, 9/23
Ю. А. Рубанникова
ФГБОУ ВО «Сибирский государственный индустриальный университет»
Россия
Россия
654007, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Список литературы
1. Громов В. Е., Перегудов О. А., Иванов Ю. Ф., Коновалов С. В., Юрьев А. А. Эволюция структурно-фазовых состояний металла рельсов при длительной эксплуатации. – Новосибирск, Изд-во СО РАН, 2017. – 164 с.
2. Gromov V. E., Ivanov Yu. F., Yuriev A. B., Morozov K. V. Microstructure of quenched rails. – Cambridge, CISPLtd, 2016. – 153 p.
3. Природа поверхностного упрочнения дифференцированно закаленных рельсов при длительной эксплуатации / Ю. Ф. Иванов, В. Е. Громов, А. А. Юрьев и др. // Деформация и разрушение материалов. – 2018. – № 4. – С. 67–85.
4. Эволюция структуры и свойств дифференцированно закаленных рельсов в процессе длительной эксплуатации / В. Е. Громов, Ю. Ф. Иванов, А. А. Юрьев и др. // Металлофизика и новейшие технологии. – 2017. – Т. 39, № 12. – С. 1599–1646.
5. Ivanisenko Yu., Fecht H. J. Microstructure modification in the surface layers of railway rails and wheels // Steel tech. – 2008. – V. 3, № 1. – P. 19–23.
6. Ivanisenko Yu., Maclaren I., Souvage X., Valiev R. Z., Fecht H. J. Shear-induced α→γ transformation in nanoscale Fe–C composite // Acta Mater. – 2006. – V. 54. – P. 1659–1669.
7. Lewis R., Christoforou P., Wang W. J., Beagles A., Burstow M., Lewis S. R. Investigation of the influence of rail hardness on the wear of rail and wheel materials under dry conditions (ICRI wear mapping project) // Wear. – 2019. – V. 430–431. – P. 383–392.
8. Skrypnyk R., Ekh M., Nielsen J. C. O., Pålsson B. A. Prediction of plastic deformation and wear in railway crossings – Comparing the performance of two rail steel grades // Wear. – 2019. – V. 428–429. – P. 302–314.
9. Kim D., Quagliato L., Park D., Kim N. Lifetime prediction of linear slide rails based on surface abrasion and rolling contact fatigue-induced damage // Wear. – 2019. – V. 420–421. – P. 184–194.
10. Huang Y. B., Shi L. B., Zhao X. J., Cai Z. B., Liu Q. Y., Wang W. J. On the formation and damage mechanism of rolling contact fatigue surface cracks of wheel/rail under the dry condition // Wear. 2018. – V. 400–401. – P. 62–73.
11. Иванов Ю.Ф., Громов В.Е., Кормышев В.Е., Глезер А.М. Структура и свойства рельсов после экстремально длительной эксплуатации // Вопросы материаловедения. – 2020. – № 2(102) . – С. 30-39.
12. Пикеринг Ф. Б. Физическое металловедение и обработка сталей. – М.: Металлургия, 1982. – 184 с.
13. Конева Н. А., Киселева С. Ф., Попова Н. А. Эволюция структуры и внутренние поля напряжений. Аустенитная сталь. – Saarbrucken: LAPLAMBERT Academic Publishing. – 2017. – 145 c.
14. Yao M. J., Welsch E., Ponge D., Haghighat S. M. H., Sandlöbes S., Choi P., Herbig M., Bleskov I., Hickel T., Lipinska-Chwalek M., Shantraj P., Scheu C., Zaefferer S., Gault B., Raabe D. Strengthening and strain hardening mechanisms in a precipitation-hardened high-Mn lightweight steel // Acta Materia. – 2017. – V. 140. – Р. 258–273.
15. Тушинский Л. И., Батаев А. А., Тихомирова Л. Б. Структура перлита и конструктивная прочность стали. – Новосибирск: ВО «Наука». Сибирская издательская фирма, 1993. – 280 с.
16. Беленький Б. З., Фарбер Б. М., Гольдштейн М. И. Оценки прочности малоуглеродистых низколегированных сталей по структурным данным // ФММ. – 1975. – Т. 39, № 3. – С. 403–409.
17. Sieurin H., Zander J., Sandström R. Modelling solid solution hardening in stainless steels // Mater. Sci. Eng. A. – 2006. – V. 415. – P. 66–71.
18. Прнка Т. Количественные соотношения между параметрами дисперсных выделений и механическими свойствами сталей // Металловедение и термическая обработка стали. – 1979. – № 7. С. 3–8.
19. Кормышев В.Е., Громов В.Е., Иванов Ю.Ф., Глезер А.М.Структура дифференцированно закаленных рельсов при интенсивной пластической деформации // Деформация и разрушение материалов. – 2020. – № 8. – С. 16–20.
20. 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. – V. 268. – P.127, 499.
21. Кормышев В. Е., Полевой Е. В., Юрьев А. А., Громов В. Е., Иванов Ю. Ф. Формирование структуры дифференцированно закаленных 100-метровых рельсов при длительной эксплуатации // Известия высших учебных заведений. Черная Металлургия. – 2020. – T. 63, № 2. – С. 108–115.
22. Рыбин В. В. Большие пластические деформации и разрушение металлов. – М.: Металлургия, 1986. – 224 с.
Рецензия
Для цитирования:
Иванов Ю.Ф., Кормышев В.Е., Громов В.Е., Юрьев А.А., Глезер А.М., Рубанникова Ю.А. Механизмы упрочнения металла рельсов при длительной эксплуатации. Вопросы материаловедения. 2020;(3(103)):17-28. https://doi.org/10.22349/1994-6716-2020-103-3-17-28
For citation:
Ivanov Yu.F., Kormyshev V.E., Gromov V.E., Yuriev A.A., Glezer A.M., Rubannikova Yu.A. Hardening mechanisms for rails metal during long-term operation. Voprosy Materialovedeniya. 2020;(3(103)):17-28. (In Russ.) https://doi.org/10.22349/1994-6716-2020-103-3-17-28
Просмотров:
383
Послать статью по эл. почте 