ФОРМИРОВАНИЕ ВНУТРЕНИХ ПОЛЕЙ НАПРЯЖЕНИЙ НА ПОВЕРХНОСТИ РЕЛЬСОВ ПРИ ЭКСПЛУАТАЦИИ: 10.25712/ASTU.1811-1416.2023.02.011

Наталья Анатольевна  Попова; Виктор Евгеньевич  Громов; Юрий Федорович  Иванов; Михаил Анатольевич  Порфирьев; Елена Леонидовна  Никоненко; Роман Евгеньевич  Крюков; Анастасия Николаевна  Гостевская

Авторы

Наталья Анатольевна Попова Томский государственный архитектурно-строительный университет, пл. Соляная, 2, 634003, Томск, Россия https://orcid.org/0000-0001-8823-4562
Виктор Евгеньевич Громов Сибирский государственный индустриальный университет, ул. Кирова, 42, 654007, Новокузнецк, Россия https://orcid.org/0000-0002-5147-5343
Юрий Федорович Иванов Институт сильноточной электроники СО РАН, пр. Академический, 2/3, 634055, Томск, Россия https://orcid.org/0000-0001-8022-7958
Михаил Анатольевич Порфирьев Сибирский государственный индустриальный университет, ул. Кирова, 42, 654007, Новокузнецк, Россия https://orcid.org/0000-0003-3602-5739
Елена Леонидовна Никоненко Томский государственный архитектурно-строительный университет, пл. Соляная, 2, 634003, Томск, Россия; Национальный исследовательский Томский политехнический университет, пр. Ленина, 30, 634050, Томск, Россия https://orcid.org/0000-0002-0396-9541
Роман Евгеньевич Крюков Сибирский государственный индустриальный университет, ул. Кирова, 42, 654007, Новокузнецк, Россия https://orcid.org/0000-0002-3394-7941
Анастасия Николаевна Гостевская Сибирский государственный индустриальный университет, ул. Кирова, 42, 654007, Новокузнецк, Россия https://orcid.org/0000-0002-7328-5444

Ключевые слова:

избыточная плотность дислокаций, внутренние поля напряжений, поверхность, рельсы, электронная микроскопия

Аннотация

Для двух рельсов с содержанием углерода 0,74 % масс и 0,91 % масс категорий ДТ350 общего назначения и ДТ40ИК повышенной износостойкости и контактной выносливости после пропущенного тоннажа 1770 млн. тонн (для ДТ350) и 187 млн. тонн ДТ400ИК (1) и 234 млн. тонн ДТ400ИК (2) определен уровень микроскопических внутренних дальнодействующих полей напряжений s_д на поверхности катания и рабочей выкружке. Для этого методами просвечивающей электронной дифракционной микроскопии проанализированы изгибные экстинкционные контуры, параметры которых использованы при вычислении s_д. Наличие изгибных контуров экстинкции свидетельствует об изгибе-кручении решетки, характеристикой которого является избыточная плотность дислокаций. Проведено сравнение с другими способами измерения внутренних полей напряжений на мезо- и макро- уровнях (оптические и магнитные методы, рентгеноструктурный анализ), которые являются интегральными. Показано, что параметры изгибных контуров экстинкции являются наиболее информативными и позволяют регулировать локальность измерения s_д. Отмечены источники внутренних полей напряжений в рельсовых сталях. Выявлено увеличение уровня s_д в рельсах ДТ400ИК по сравнению с рельсами категории ДТ350. Рост пропущенного тоннажа для рельсов категории ДТ400ИК приводит к росту , при этом значения внутренних напряжений на поверхности выкружки превышают соответствующие значения на поверхности катания. Обсуждены физические причины наблюдаемых изменений.