ПРОЧНОСТНЫЕ, ТРИБОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И СТРУКТУРНО-ФАЗОВЫЕ СОСТОЯНИЯ РЕЛЬСОВЫХ СТАЛЕЙ: 10.25712/ASTU.1811-1416.2023.02.004

Михаил Анатольевич  Порфирьев; Виктор Евгеньевич  Громов; Юрий Федорович  Иванов; Юлия Андреевна  Шлярова; Роман Евгеньевич  Крюков

Авторы

Михаил Анатольевич Порфирьев Сибирский государственный индустриальный университет, ул. Кирова, 42, 654007, Новокузнецк, Россия https://orcid.org/0000-0003-3602-5739
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
Юлия Андреевна Шлярова Сибирский государственный индустриальный университет, ул. Кирова, 42, 654007, Новокузнецк, Россия https://orcid.org/0000-0001-5677-1427
Роман Евгеньевич Крюков Сибирский государственный индустриальный университет, ул. Кирова, 42, 654007, Новокузнецк, Россия https://orcid.org/0000-0002-3394-7941

Ключевые слова:

сжатие, рельсы, механические свойства, трибологические свойства, деформационные кривые

Аннотация

Для двух рельсовых сталей с содержанием углерода (масс. %) 0,73 % и 0,91 %, из которых изготавливаются рельсы категории ДТ 350 общего назначения и ДТ 400 ИК – повышенной износостойкости и контактной выносливости ГОСТ Р51685-2013 и ТУ 24.10.75111-208-05757676 2017 РЖД выполнен анализ механических, трибологических свойств, дислокационной субструктуры и фазового состава. Показано, что при одноосном сжатии условный предел текучести составляет ~ 1100 МПа, прочности (2160-2220) МПа для заэвтектоидной стали и ~ 1000 МПа и (1750-1830) МПа для доэвтектоидной стали, соответственно. Установлено, что рельсы специального назначения категории ДТ 400 ИК обладают более высокими значениями микротвердости (в 1,2 раза), износостойкости (в 3,7 раза), коэффициента трения (в 1,5 раза), скалярной плотности дислокаций (в 1,3 раза). Обсуждены физические причины наблюдаемых различных количественных параметров для двух сталей. Структура рельсов ДТ 350 представлена пластинчатым перлитом (0,75 объемной доля), зернами феррито-карбидной смеси (0,23 объемной доли) и структурно-свободного феррита. Структура рельсов категории ДТ 400 ИК состоит из перлита (0,98) и карбидной фазы (0,02); основной фазой является твердый раствор на основе α-Fe и карбид железа Fe₂C. Выявленное увеличение параметра кристаллической решетки α-Fe 0,28736 нм, превышающее табличное значение, может быть обусловлено наличием в кристаллической решетке до 0,0167 вес. % С.