Комплексна оцінка впливу термічної обробки на мікроструктуру й експлуатаційні властивості рейкових сталей

Simple item page
dc.contributor.authorКлочко, О. Ю.
dc.contributor.authorВоронов, О. С.
dc.date.accessioned2026-02-23T15:45:49Z
dc.date.issued2025
dc.description.abstractУ роботі досліджено вплив режимів термічної обробки на формування мікроструктури та експлуатаційні властивості рейкових сталей евтектоїдного та заевтектоїдного складу. Особлива увага приділена взаємозв’язку між параметрами тонкої структури (міжпластинчаста відстань, розмір зерна) та субзеренної структури (розмір блоків мозаїки, щільність дислокацій) із границею витривалості, що визначає довговічність і надійність рейок у реальних умовах експлуатації. Методами рентгеноструктурного та металографічного аналізу встановлено, що одинарне гартування з нагріву СВЧ формує у сталі різнозернисту структуру з підвищеною щільністю дислокацій, проте не забезпечує достатньої однорідності зерна аустеніту. Подвійна термічна обробка, яка включає сфероїдизуючий відпал на дрібнозернистий перліт і подальше гартування з нагріву СВЧ, забезпечує істотне подрібнення зерна, зменшення різнозернистості та формування високодисперсної, однорідної структури. Це призводить до зростання границі витривалості сталей порівняно з одинарною обробкою. Встановлено, що ключовим чинником підвищення втомної міцності є зменшення розміру блоків мозаїки та підвищення щільності дислокацій, тоді як вплив лише середнього розміру зерна аустеніту є менш визначальним. Найбільш значний ефект досягається у заевтектоїдних сталях із підвищеним вмістом вуглецю, де зростання частки карбідної фази та зменшення міжкарбідної відстані додатково підвищує опір розвитку втомних тріщин. Отримані результати мають практичну значущість для вдосконалення технології виробництва рейок нового покоління з підвищеною довговічністю та надійністю.
dc.description.abstract This study investigates the effect of heat treatment regimes on the formation of microstructure and service properties of eutectoid and hypereutectoid rail steels. Particular attention is paid to the relationship between finestructural parameters (interlamellar spacing, grain size) and subgrain features (mosaic block size, dislocation density) with the fatigue limit, which is a key factor in ensuring rail durability and reliability under real operating conditions. Using X-ray diffraction and metallographic techniques, it was established that single hardening from induction heating produces a mixed-grain structure with increased dislocation density but insufficient austenite homogeneity. In contrast, double heat treatment combining spheroidizing annealing for fine-grained pearlite with subsequent induction hardening significantly refines the grain size, reduces grain inhomogeneity, and forms a highly dispersed and uniform structure. This structural refinement leads to a considerable increase in the fatigue strength compared to single heat treatment. It was revealed that the most critical factor in improving fatigue resistance is the reduction in mosaic block size and an increase in dislocation density, whereas the role of average austenite grain size is less decisive. The strongest improvement was observed in hypereutectoid steels with higher carbon content, where an increased carbide fraction and reduced intercarbide spacing provide additional resistance against fatigue crack propagation. The results obtained have direct practical relevance for the development of next-generation rail steels with improved durability, strength, and reliability, which are crucial for modern rail transport systems operating under intensive loading and variable climatic conditions.
dc.identifier.citationКлочко О. Ю., Воронов О. С. Комплексна оцінка впливу термічної обробки на мікроструктуру й експлуатаційні властивості рейкових сталей. Науковий Журнал Метінвест Політехніки. Серія: Технічні науки. 2025. No 5. С. 119-126. DOI: https://doi.org/10.32782/3041-2080/2025-5-14
dc.identifier.doihttps://doi.org/10.32782/3041-2080/2025-5-14
dc.identifier.issn3041-2080
dc.identifier.issn3041-2099
dc.identifier.urihttps://dspace.mipolytech.education/handle/mip/3405
dc.language.isouk
dc.publisherТОВ «ТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ «МЕТІНВЕСТ ПОЛІТЕХНІКА»
dc.subjectрейкова сталь
dc.subjectтермічна обробка
dc.subjectструктура
dc.subjectвтомна міцність
dc.subjectсубзеренна структура
dc.subjectрізнозернистість аустеніту
dc.subjectrail steel
dc.subjectheat treatment
dc.subjectmicrostructure
dc.subjectfatigue strength
dc.subjectsubgrain structure
dc.subjectaustenite grain size heterogeneity
dc.titleКомплексна оцінка впливу термічної обробки на мікроструктуру й експлуатаційні властивості рейкових сталей
dc.title.alternativeComprehensive assessment of heat treatment effect on microstructure and service properties of rail steels
dc.typeArticle

Files

Original bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Thumbnail Image
Name:
КОМПЛЕКСНА ОЦІНКА ВПЛИВУ ТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ НА МІКРОСТРУКТУРУ Й ЕКСПЛУАТАЦІЙНІ ВЛАСТИВОСТІ РЕЙКОВИХ СТАЛЕЙ.pdf
Size:
1.63 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download

License bundle

Now showing 1 - 1 of 1
Thumbnail Image
Name:
license.txt
Size:
10.29 KB
Format:
Item-specific license agreed to upon submission
Description:
Download

Collections

№ 5 2025