ELEKTRONNO-MIKROSKOPIChESKIY ANALIZ STRUKTURNO-FAZOVYKh SOSTOYaNIY I DISLOKATsIONNOY SUBSTRUKTURY TYaZhELONAGRUZhENNYKh ZAEVTEKTOIDNYKh REL'SOV

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

С использованием метода просвечивающей дифракционной электронной микроскопии выполнен количественный анализ эволюции фазового состава и тонкой структуры по радиусу скругления выкружки головки рельса из заэвтектоидной стали Э90ХАФ после эксплуатации на Забайкальской железной дороге. Исследования выполнены на расстояниях 0 (верхний слой контактной поверхности колесо—рельс), 2 и 10 мм. Проведен анализ тонкой структуры, размеров и плотности распределения карбидных частиц, скалярной и избыточной плотности дислокаций, кривизны кручения кристаллической решетки, амплитуды внутренних напряжений. Определены источники внутренних напряжений и выявлены места зарождения микротрещин.

References

  1. Yuriev, A.A. Structure and properties of lengthy rails after extreme long-term operation / A.A. Yuriev, V.E. Gromov, Yu.F. Ivanov [et al.] // Millersville : Mater. Res. Soc. 2021. V.106. P.187. DOI : 10.21741/9781644901472.
  2. Hu, Y. Microstructure evolution of railway pearlitic wheel steels under rolling-sliding contact loading / Y. Hu, L. Zhou, H.H. Ding [et al.] // Tribology Intern. 2021. V.154. Art.106685. DOI : 10.1016/j.triboint.2020.106685.
  3. Li, X.C. Investigation on the relationship between microstructure and wear characteristic of rail materials / X.C. Li, H.H. Ding, W.J. Wang [et al.] // Tribology Intern. 2021. V.163. Art.107152. DOI : 10.1016/j.triboint.2021.107152.
  4. Zhou, L. Comparison of the damage and microstructure evolution of eutectoid and hypereutectoid rail steels under a rolling-sliding contact / L. Zhou, W. Bai, Z. Han [et al.] // Wear. 2022. V.492—493. Art.204233. DOI : 10.1016/j.wear.2021.204233.
  5. Miranda, R.S. Fatigue and wear behavior of pearlitic and bainitic microstructures with the same chemical composition and hardness using twin-disc tests / R.S. Miranda, A.B. Rezende, S.T. Fonseca [et al.] // Wear. 2022. V.494—495. Art.204253. DOI : 10.1016/j.wear.2022.204253.
  6. Pereira, H.B. Influence of the microstructure on the rolling contact fatigue of rail steel : Spheroidized pearlite and fully pearlitic microstructure analysis / H.B. Pereira, L.H.D. Alves, A.B. Rezende [et al.] // Wear. 2022. V.498—499. Art.204299. DOI : 10.1016/j.wear.2022.204299.
  7. Pan, R. Investigation into the microstructure evolution and damage on rail at curved tracks / R. Pan, Yu. Chen, H. Lan [et al.] // Wear. 2022. V.504—505. Art.204420. DOI : 10.1016/j.wear.2022.204420.
  8. Zhang, S.-Y. Study on wear and rolling contact fatigue behaviours of defective rail under different slip ratio and contact stress conditions / S.-Y. Zhang, M. Spiryagin, Q. Lin [et al.] // Tribology Intern. 2022. V.169. Art.107491.
  9. Al-Juboori, A. Microstructural investigation on a rail fracture failure associated with squat defects / A. Al-Juboori, H. Zhu, H. Li [et al.] // Eng. Failure Analysis // 2023. V.151. Art.107411. DOI : 10.1016/j.engfailanal.2023.107411.
  10. Громов, В.Е. Деформационное преобразование структуры и фазового состава поверхности рельсов при сверхдлительной эксплуатации / В.Е. Громов, Ю.Ф. Иванов, Р.В. Кузнецов [и др.] // Деформация и разрушение материалов. 2022. №1. С.35—39.
  11. Иванов, Ю.Ф. Структура рельсов после экстремально длительной эксплуатации / Ю.Ф. Иванов, В.Е. Громов, Р.В. Кузнецов [и др.] // Изв. вузов. Физика. 2022. Т.65. №3. С.160—165. DOI : 10.17223/00213411/65/3/160.
  12. Hu, Y. Investigation on wear and rolling contact fatigue of wheel-rail materials under various wheel/rail hardness ratio and creepage conditions / Y. Hu, L. Zhou, H.H. Ding [et al.] // Tribology Intern. 2023. V.143. Art.106091. DOI : 10.1016/j.triboint.2019.106091.
  13. Wen, J. Comparison of microstructure changes induced in two pearlitic rail steels subjected to a fullscale wheel/rail contact rig test / J. Wen, J. Marteau, S. Bouvier [et al.] // Wear. 2020. V.456—457. Art.203354. DOI : 10.1016/j.wear.2020.203354.
  14. Ma, L. Fatigue crack growth and damage characteristics of high-speed rail at low ambient temperature / L. Ma, J. Guo, Q.Y. Liu [et al.] // Eng. Failure Analysis. 2017. V.82. P.802—815. DOI : 10.1016/j.engfailanal.2017.07.026.
  15. Masoumi, M. Role of microstructure and crystallographic orientation in fatigue crack failure analysis of a heavy haul railway rail / M. Masoumi, A. Sinatora, H.G. Sietsma // Eng. Failure Analysis. 2019. V.96. P.320—329. DOI : 10.1016/j.engfailanal.2018.10.022.
  16. Turan, M.E. Residual stress measurement by strain gauge and X-ray diffraction method in different shaped rails / M.E. Turan, F. Aydin, Y. Sun, M. Cetin // Eng. Failure Analysis. 2019. V.96. P.525—529. DOI : 10.1016/j.engfailanal.2018.10.016.
  17. Shi, X.-J. Wear behavior of high-speed wheel and rail steels under various hardness matching / X.-J. Shi, X.-X. Zhang, G.-J. Diao, Q.-Z. Yan // J. Mater. Eng. Perform. 2023. V.32. P.366—380. DOI : 10.1007/s11665-022-07062-2.
  18. Mishra, K. Effect of interlamellar spacing on fracture toughness of nanostructured pearlite / K. Mishra, A. Singh // Mater. Sci. Eng. A. 2017. V.706. P.22—26. DOI : 10.1016/j.msea.2017.08.115.
  19. Zhu, Y. Study on wear and RCF performance of repaired damage railway wheels: Assessing laser cladding to repair local defects on wheels / Y. Zhu, Y. Yang, X. Mu [et al.] // Wear. 2019. V.430—431. P.126—136. DOI : 10.1016/j.wear.2019.04.028.
  20. Hu, Y. Comparison of wear and rolling contact fatigue behaviours of bainitic and pearlitic rails under various rolling-sliding conditions / Y. Hu, L.C. Guo, M. Maiorino [et al.] // Wear. 2020. V.460—461. Art.203455. DOI : 10.1016/j.wear.2020.203455.
  21. He, C.G. On the microstructure evolution and nanocrystalline formation of pearlitic wheel material in a rolling-sliding contact / C.G. He, H.H. Ding, L.B. Shi [et al.] // Mater. Characterization. 2020. V.164. Art.110333. DOI : 10.1016/j.matchar.2020.110333.
  22. Bai, W. Damage behavior of heavy-haul rail steels used from the mild conditions to harsh conditions / W. Bai, L. Zhou, P. Wang [et al.] // Wear. 2022. V.496—497. Art.204290. DOI : 10.1016/j.wear.2022.204290.
  23. Fultz, B. Transmission electron microscopy and diffractometry of materials / B. Fultz, J. Howe; 4-th ed. — Berlin : Springer, 2013. 764 p.
  24. Thomas, J. Analytical transmission Electron Microscopy / J. Thomas, T. Gemming. — Dordrecht : Springer Netherlands, 2014. 348 p.
  25. Egerton, F.R. Physical principles of electron microscopy / F.R. Egerton. — Basel : Springer Intern. Publ., 2016. 196 p.
  26. Kumar, C.S.S.R. Transmission electron microscopy. Characterization of nanomaterials / C.S.S.R. Kumar. — N.Y. : Springer, 2014. 717 p.
  27. Carter, C.B. Transmission electron microscopy / C.B. Carter, D.B. Williams. — Berlin : Springer Intern. Publ., 2016. 518 p.
  28. Порфирьев, М.А. Тонкая структура длинномерных рельсов из заэвтектоидной стали после длительной эксплуатации / М.А. Порфирьев, В.Е. Громов, Ю.Ф. Иванов [и др.]. — Новокузнецк : Полиграфист, 2023. 285 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».