Результаты превзошли ожидания

Сравнительный анализ металлов показал полное преимущество российской стали

Исследование образцов демидовской рельсы заняло немало времени, однако его результаты специалистов удивили.

В лаборатории материаловедения Научно-исследовательского технологического института Ульяновского государственного университета им. С.П. Капицы находку охотно приняли на исследование. Кстати, для сравнения нам удалось найти образцы американского рельса конца 19 века, который нам предоставил Александр Романов, директор кузнечного двора «Корч», известный Ульяновский мастер-кузнец, который нашим исследованием искренне заинтересовался.

Результаты

микроструктура и свойства удивляют специалистов

Химический состав рельсовой стали (Демидов, НТЗ, 1917 г.)

 

Fe		97,5%
Cr		0,27%
Si		0,09%
W		>0,001
Mn		0,4%
Al		1,0%
Cd		>0,002%
Co		0,02%
Cu		0,04%
Ni		0,012%
Pb		0,57%
Zn		0,04%

 

Химический состав рельсовой стали (США, 1869 г.)

Элемент	вес.%
Cr	0,00%
Si	0,03%
W	0,00%
Mn	0,01%
Al	0,49%
Cd	0,00%
Co	0,02%
Cu	0,04%
Ni	0,06%
Pb	0,05%
Zn	0,03%

Количество углерода можно оценить только косвенно по микроструктуре и оно не велико – не более полутора-двух процентов. Легирующие элементы в заметных (более сотых долей процента) практически отсутствуют. Из обычных для стали легирующих добавок в стали Демидова присутствует хром (0,3%) и марганец (0,4%), в стали США легирющие добавки незначительны. Довольно необычно для современных сталей в обоих образцах повышенное содержание алюминия и свинца (в образце Демидова).

 

                     

Микроструктура образца стали (металлография образца Демидова, НТЗ)

Отчетливо видны ферритные и перлитные зерна, при этом ферритные зерна содержат большое количество микроскопических, равномерно распределенных неметаллических включений округлой формы.

                  

Микроструктура образца стали (металлография образца США)

Отчетливо видны многочисленные крупные неметаллические включения, преобладание перлита

             

Структура состава образца рельсовой стали Демидова, НТЗ

По рентгенограмме стали Демидова можно судить о равномерности структуры распределения ферритно-перлитных участков и процентном соотношении феррита и перлита (приблизительно 15-25% феррита).

     

     Структура состава образца рельсовой стали США

По рентгенограмме образца рельсовой стали США можно судить о неравномерном соотношении феррита и перлита (перлитная сталь).

 

Результаты испытаний образца демидовского железа на условный предел текучести σ0.2 и предел прочности σB

Результаты испытаний на растяжение. (1 и 2 образцы демидовской стали, 3 и 4 испытанные для сравнения образцы американской рельсовой стали, приблизительно того же времени производства)

Механические свойства

Твердость образца по Виккерсу 210-220 единиц.
Результаты испытаний на растяжение. (1 и 2 образцы демидовской стали, 3 и 4 испытанные для сравнения образцы американской рельсовой стали, приблизительно того же времени производства)
Результаты испытаний образца демидовского железа показали, что оно имеет условный предел текучести: σ0.2=360 Мпа, предел прочности: σB=720 Мпа, δp=9.5%, δобщ=14%.
предел текучести американской рельсовой стали: σ0.2=300 Мпа, предел прочности: σB=430 Мпа.

 

Предел прочности современных рельсовых сталей, изготовленных в соответствии с ГОСТом σB=780-1080, таким образом, сталь Нижнетагильских заводов практически соответствует современным стандартам, сталь производства США уступает ей более чем в два-три раза.