ОЦЕНКА МЕХАНИЗМОВ УПРОЧНЕНИЯ РЕЛЬСОВОЙ СТАЛИ ПРИ СЖАТИИ: 10.25712/ASTU.1811-1416.2022.04.006

Наталья Анатольевна  Попова; Виктор Евгеньевич  Громов; Юрий Федорович  Иванов; Антон Алексеевич  Юрьев; Ирина Алексеевна  Панченко; Василий Евгеньевич  Кормышев; Роман Вадимович  Кузнецов; Юлия Андреевна  Шлярова

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
Антон Алексеевич Юрьев АО «ЕВРАЗ ЗСМК», Космическое ш., 16, 654042, Новокузнецк, Россия https://orcid.org/0000-0003-3772-7070
Ирина Алексеевна Панченко Сибирский государственный индустриальный университет, ул. Кирова, 42, 654007, Новокузнецк, Россия https://orcid.org/0000-0002-1631-9644
Василий Евгеньевич Кормышев Сибирский государственный индустриальный университет, ул. Кирова, 42, 654007, Новокузнецк, Россия https://orcid.org/0000-0002-1381-5773
Роман Вадимович Кузнецов Сибирский государственный индустриальный университет, ул. Кирова, 42, 654007, Новокузнецк, Россия https://orcid.org/0000-0003-1024-1572
Юлия Андреевна Шлярова Сибирский государственный индустриальный университет, ул. Кирова, 42, 654007, Новокузнецк, Россия https://orcid.org/0000-0001-5677-1427

Ключевые слова:

деформация сжатием, рельсовая сталь, структура, дислокационная субструктура, механизмы упрочнения, аддитивный предел текучести

Аннотация

Методами современного физического материаловедения исследована эволюция структурно-фазовых состояний и дислокационной субструктуры рельсовой стали при деформации одноосным сжатием до степени 50 %. Выявлена фрагментация перлитных зерен, возрастающая с ростом степени деформации, и пластин цементита, размер фрагментов которых 15-20 нм слабо зависит от степени деформации. Проанализировано изменение скалярной и избыточной плотности дислокаций с увеличением степени деформации. Выявлены и классифицированы источники внутренних полей напряжений. Полученные данные легли в основу количественного анализа механизмов упрочнения рельсовой стали при степенях деформации сжатием 15, 30, 50 %. Оценены вклады в упрочнение, обусловленные трением решётки матрицы, дислокационной субструктурой, границами фрагментов, присутствием карбидных частиц, внутренними полями напряжений, твёрдорастворным упрочнением, перлитной составляющей структуры стали. Показано, что основным механизмом упрочнения металла при степени деформации 50% являются упрочнение некогерентными частицами и упругими внутренними полями напряжений. Используя принцип аддитивности, предполагающий независимое действие каждого из механизмов упрочнения, выполнена оценка зависимости общего предела текучести рельсовой стали от степени деформации при сжатии.