Формирование структуры, фазового состава и дефектной субструктуры в объёмно- и дифференцированнозакалённых рельсах

Abstract

Методами просвечивающей электронной дифракционной микроскопии выполнен послойный анализ рельсов категорий: низкотемпературной надёжности, повышенной износостойкости и контактноусталостной прочности, высшей категории качества после объёмной закалки и отпуска и дифференцированнозакалённых по различным режимам. Установлены количественные параметры дислокационной субструктуры, внутренних полей напряжений и структурнофазовых состояний, образовавшихся по диффузионному и сдвиговому механизмам γ-α-превращения. Выполнены оценки механизмов упрочнения рельсов, качественно согласующиеся с результатами измерения твёрдости. Установлено, что плотность концентраторов напряжений достигает максимального значения у поверхности катания. Для объёмнозакалённых рельсов она выше, чем для дифференцированнозакалённых. Наиболее опасными концентраторами напряжений, которые преимущественно формируются в рельсах, подвергнутых объёмной закалке, являются границы раздела «глобулярные частицы цементита–матрица».

Методами просвітлювальної електронної дифракційної мікроскопії виконано пошарову аналізу рейок категорій: низькотемпературної надійности, підвищеної зносостійкости та контактновтомної міцности, вищої категорії якости після об’ємного гартування та відпуску і диференційованозагартованих за різними режимами. Встановлено кількісні параметри дислокаційної субструктури, внутрішніх полів напруг і структурнофазових станів, що утворилися за дифузійним і зсувним механізмами γ-α-перетворення. Виконані оцінки механізмів зміцнення рейок якісно узгоджуються з результатами міряння твердости. Встановлено, що густина концентраторів напруг сягає максимального значення біля поверхні катання. Для об’ємнозагартованих рейок вона вища, аніж для диференційованозагартованих. Найбільш небезпечними концентраторами напруг, які переважно формуються в рейках, підданих об’ємному загартуванню, є роздільчі межі «глобулярні частинки цементиту–матриця».

The layer-by-layer analysis of the rails classes such as the low-temperature reliability, increased wear resistance, and contact-fatigue strength rails of the superior category of quality after the bulk hardening and tempering and differentially hardening in different regimes is carried out by methods of transmission electron diffraction microscopy of thin foils in the layers located on the roller surface and at the distance of 2 and 10 mm from it on the central axis and on the round corner. The quantitative parameters of dislocation substructure, internal stress fields, structural and phase states formed by diffusion and shear mechanisms of γ-α-transformation are established.