Degradation Processes of Materials due to Contact-Fatigue Loading

Ing. Utku Kaya

Doctoral thesis

Abstract:

Dissertation work is devoted to a problem with the determination of mechanical changes in surface layers of railway steels, induced by contact-fatigue loading. This study presents the current types of used rail steels and acting degradation mechanisms as a source of typical material degradation. The main problem for intended research is introduced on the base of the current restrictions for a description of processes acting in surface layers. Used solution is based on application of the indentation methods for local mechanical properties measurement. Based on the experimental validation of standard methods, the work suggests the own attitude to direct comparative measurement. The Hadfield steel, including the explosive hardening effect, presented the experimental material. The comparison with the standard pearlitic steel endurance was based on rolling contact tests with defined longitudinal slip. Experimentally induced degradation effect was validated by structural analyses of operationally loaded parts for the both types of steels.

Abstract:

Disertační práce je věnována problematice hodnocení změn mechanických parametrů povrchových vrstev materiálů, indukovaných kontaktně-únavovým zatížením. Presentuje aktuálně používané typy kolejnicových ocelí a působící degradační mechanizmy jako zdroje jejich specifického provozního porušování. Hlavní řešený problém představují omezení pro standardní vyhodnocení uvedených procesů v tenkých povrchových vrstvách. Použité řešení je založeno na aplikaci indentačních metod pro měření lokálních mechanických vlastností. Práce vychází z experimentálního ověření zavedených metod a navrhuje vlastní přístup pro přímé srovnávací měření. Jako experimentální materiál sloužila Hadfieldova ocel se uvažováním vlivu zpevnění výbuchem. Srovnání odolnosti se standardní perlitickou ocelí bylo založeno na zkouškách kontaktně únavové odolnosti při definovaném podílu podélného skluzu. Experimentálně vyvolaný degradační proces byl ověřen strukturními analýzami provozně zatížených materiálů obou typů.

Keywords

Kontaktně-únavové zkoušky, Hadfieldova ocel, povrchové vrstvy, deformační zpevnění, indentační zkoušky

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 6. 2016

Accessible from:: 31. 12. 2999

Thesis defence

• Date of defence: 6. 9. 2016

University of Pardubice

Faculty of Transport Engineering

Doctoral programme / field:
Technique and Technology in Transport and Communications / Transport Means and Infrastructure