Metallurgical Aspects of Surface Damage Problems in Rails

Abstract

AbstractHigher train speeds and axle loads have recently been accompanied by an increase in the incidence of surface initiated rail problems on British Railways. The level of track integrity required for a high speed passenger system is currently being maintained by a concerted effort of repair and early replacement which is too costly to be continued indefinitely. Long term solutions in the form of design changes or new materials are required.A research programme to achieve these aims has commenced with an investigation into the failure mechanisms themselves. A study of the metallurgical changes that take place at rail surfaces during service has produced useful information about wear, rolling contact fatigue and short pitch corrugations. The application of the results to the development of relevant laboratory tests for rail steel evaluation and realistic models of wheel rail contact is discussed. Résumé Des vitesses accélérées et des charges d'essieux augmentés se voient récemement accompagnés d'une augmentation dans la fréquence de problèmes inities a la surface des rails dans le reseau British Railways. Actuellement, le niveau de qualité exigé par un service de transport de passagers à haute vitesse est assure par un programme rigoureux de reparation et de remplacement fréquent de pièces, qui s'avere trop dispendieux pour etre continue indefiniment. Les problemes out besoin d'une solution à long terme qui comprenne soit des modifications de dessin soit des materiaux nouveaux.Pour realizer une telle solution, un programme de recherches a été initié avec une etude des mécanismes des avaries elles-mêmes. Une étude des changements metallurgiques constates a la surface des rails en service a produit des renseignements utilles aux sujets de l'usure, de la fatigue de contact de roulement et des corrugations serrées. L'application des resultats au développement d'essais de laboratoire pour évaluer des aciers à rail, et aux modeles réalister du contact rail-roue est discuté.