29 сентября 2023
Эволюция рельсов: от перлитной стали к бейнитной
В ближайшие годы в российской ж.д. сети могут появиться рельсы из высокопрочной бейнитной стали. Они способны заменить в кривых малого радиуса применяемые сегодня рельсовые полотна из перлитной стали. Об этом говорилось на 139-м заседании Некоммерческого партнёрства «Рельсовая комиссия», в котором приняли участие представители ЦНИИчермет им. И.П. Бардина.
Применяемые сейчас стали для производства рельсов и колёс подвижного состава имеют перлитную структуру. В качестве упрочняющей фазы, обеспечивающей износостойкость, выступает пластинчатый перлит – одна из основных структурных составляющих углеродистых и легированных сталей. Дисперсность перлита описывается величиной межпластинчатого расстояния. Улучшение эксплуатационных характеристик металла достигается за счёт уменьшения расстояния между пластинами феррита и цементита (карбида железа) повышением дисперсности микроструктуры.
В своем выступлении директор Научного центра качественных сталей ЦНИИчермет Г.А. Филиппов отметил, что к настоящему моменту достигнута возможность получать нанодисперсный перлит, расстояние между пластинами феррита и цементита которого составляет 80–90 нанометров. В итоге прочность рельсов достигла 1300 МПа (Мегапаскаль), а твёрдость – свыше 410 HB (по Бринеллю).
И эти цифры уже близки к пределу возможностей совершенствования перлитных сталей, которые используются для производства рельсов и колёс. Проведённые учеными ЦНИИчермет исследования показали, что, начиная с определённого размера нанокристаллического материала, возникает обратный эффект: стали теряют требуемые свойства.
Растущая грузонапряжённость сети требует дальнейшего повышения живучести рельсов - необходимо применение новых марок стали. Среди таких материалов - стали бейнитного класса. В сравнении с рельсами перлитного класса бейнитные изделия имеют более высокую твёрдость.
Применяемые сейчас стали для производства рельсов и колёс подвижного состава имеют перлитную структуру. В качестве упрочняющей фазы, обеспечивающей износостойкость, выступает пластинчатый перлит – одна из основных структурных составляющих углеродистых и легированных сталей. Дисперсность перлита описывается величиной межпластинчатого расстояния. Улучшение эксплуатационных характеристик металла достигается за счёт уменьшения расстояния между пластинами феррита и цементита (карбида железа) повышением дисперсности микроструктуры.
В своем выступлении директор Научного центра качественных сталей ЦНИИчермет Г.А. Филиппов отметил, что к настоящему моменту достигнута возможность получать нанодисперсный перлит, расстояние между пластинами феррита и цементита которого составляет 80–90 нанометров. В итоге прочность рельсов достигла 1300 МПа (Мегапаскаль), а твёрдость – свыше 410 HB (по Бринеллю).
И эти цифры уже близки к пределу возможностей совершенствования перлитных сталей, которые используются для производства рельсов и колёс. Проведённые учеными ЦНИИчермет исследования показали, что, начиная с определённого размера нанокристаллического материала, возникает обратный эффект: стали теряют требуемые свойства.
Растущая грузонапряжённость сети требует дальнейшего повышения живучести рельсов - необходимо применение новых марок стали. Среди таких материалов - стали бейнитного класса. В сравнении с рельсами перлитного класса бейнитные изделия имеют более высокую твёрдость.