Experimental verification and validation of the phase transformation model used for optimization of heat treatment of rails

Dilatometric tests for the eutectoid steel were performed and the results were used for identification of the phase transformation model for this steel. Physical simulations of controlled heat treatment of rail head were performed. Microstructure and properties after various thermal cycles were determined and these data were used to validate the model of controlled cooling of rails. As a consequence, a reliable model which predicts temperature field during cooling, kinetics of phase transformations, microstructural parameters and mechanical properties of the product was developed. This model can be applied to solve the optimization task formulated with the objective of searching for the cooling process parameters, which give as low as possible interlamellar spacing in pearlite, microstructure free of bainite and uniform hardness distribution in the rail head.

---

Identyfikację modelu przemian falowych dla stali eutektoidalnej przeprowadzono na podstawie prób dylatometrycznych i analizy odwrotnej. W pracy przeprowadzono fizyczne symulacje kontrolowanego chłodzenia główki szyny po walcowaniu. Wyznaczono parametry mikrostruktury oraz własności mechaniczne po różnych cyklach cieplnych i te dane wykorzystano do weryfikacji i walidacji modelu. W konsekwencji opracowany został wiarygodny model kontrolowanego chłodzenia główki szyny. Ten model może zostać zastosowany do w rozwiązaniu zadania optymalizacyjnego z funkcją celu sformułowaną jak osiągnięcie minimalnych odległości międzypłytkowych w perlicie, zminimalizowanie udziału bainitu w stali i osiągnięcie możliwie równomiernego rozkładu twardości na przekroju szyny.