الملخص
المواد المطيلة تتعرض لتشوه مرن في مناطق التلامس والمناطق القريبة منها مما يتسبب في انفعالات كبيرة لها تأثير بالغ على عميلة البرى في قضبان السكك الحديدية. حيث معظم مثل هذه المواد غالبا يحدث لها انهيار عندما تكون تحت تأثير مستويات عالية من الانضغاط ويكن تصرفها تحت تلك الظروف لا يمكن دراسته بالاختبارات القياسية للمواد عند الضغط الجوي. الدراسة الحالية تهدف إلى اختبار خمسة قضبان من السكك الحديدية المستعملة والجديدة والتي تستخدم لدى هيئة السكك الحديدية الانجليزية. تم عرض النتائج على هيئة منحنيات استجابة إجهاد وانفعال ناتجة من اختبار مواد تحت انضغاط هيدروستاتيكي والتي تعتبر نمطية لظروف تلامس العجلات مع قضبان السكك الحديدية. كما تم أيضا عرض تغيرات الصلادة وإجهاد القص مع العمق تحت سطح القضبان الساخنة بالإضافة إلى البنية المجهرية للمواقع التي تمت دراستها.
ABSTRACT
Ductile materials commonly exhibit plastic deformation at and near the contact surface and their flow behavior at large strains has a clear effect on wear resistance. These materials almost always fail while under high levels of compression, but behaviour under these conditions cannot be investigated by standard materials tests at atmospheric pressure. In this work, the characteristics of the near-surface region of one new and four used rails are examined using samples taken from rails that have been in service in UK. The results are presented as stress-strain response curves from the materials under high hydrostatic compression conditions, which are typical of rail-wheel contacts. In addition, shear strain and hardness variation with depth below the worn rail surface are presented, along with micrographs of the sites examined. A thin white surface layer, frequently called white etching layer (WEL), with high hardness (up to 1040 HV) was observed on the surface of one of the used rails. These results have application in the modelling of rail failure by wear and in modelling rolling contact fatigue crack initiation, and can therefore be used to improve rail maintenance planning and risk assessments.
