Фізико-хімічне обгрунтування причин утворення мікротріщин у рейковій сталі

Abstract

UA: У статті розглянуто механізм утворення мікротріщин у структурі рейкової сталі з позицій фізико-хімічної механіки дисперсних систем. Наявність однойменних зарядів на поверхні призводить до появи електровідштовхувальної сили, названої силою електроповерхневого латерального відштовхування. Ця сила знижує величину питомої поверхневої енергії і, відповідно, зменшує роботу утворення нових поверхонь, що створює умови для утворення і розвитку мікротріщин між зернами фериту і цементиту. Наведені у статті розрахунки показали, що найбільшою мірою поверхневий натяг знижують неметалеві включення, по границі яких і починається утворення тріщин. Ключові слова: електроповерхневий потенціал, електроповерхневе латеральне відштовхування, мікротріщини, рейкова сталь.

EN: The article describes the mechanism for formation of cracks in the structure of the rail steel from the standpoint of physical and chemical mechanics of disperse systems. The presence of the like charges on the surface causes the force of electrostatic repulsion. This force is called the electrosurface lateral repulsion force. This force reduces the value of the specific surface energy. Thus it reduces the work of formation of new surfaces. This creates conditions for the formation and development of cracks between the grains of ferrite and cementite. Calculations in the article have showed that nonmetallic inclusions reduce the surface tension to the greatest extent. On the border of nonmetallic inclusions the crack begins. Modified Hriffits’ formula allows to explain the appearance of cracks between grains of ferrite and cementite. This could be the basis for the development of the theory of plastic flow of alloy in general and rail steel in particular.