1 Институт сильноточной электроники СО РАН (634055, Россия, Томск, пр. Академический, 2/3) 2 Национальный исследовательский Томский политехнический университет (634050, Россия, Томск, пр. Ленина, 30) 3 Сибирский государственный индустриальный университет (654007, Россия, Кемеровская обл., Новокузнецк, ул. Кирова, 42) Аннотация. Методами оптической, сканирующей, просвечивающей электронной дифракционной микроскопии и путем измерения микротвердости и трибологических параметров установлены закономерности изменения структурно-фазовых состояний и дефектной субструктуры поверхности рельсов после длительной эксплуатации (пропущенный тоннаж 500 и 1000 млн. т брутто). Показано, что скорость износа увеличивается в 3,0 и 3,4 раза при пропущенном тоннаже 500 и 1000 млн. т соответственно, а коэффициент трения снижается в 1,4 и 1,1 раза. После пропущенного тоннажа 500 млн. т пластины цементита полностью разрушаются и формируются частицы цементита округлой формы размерами 10-50 нм. После пропущенного тоннажа 1000 млн. т отмечено протекание начальной стадии динамической рекристаллизации. Обсуждены возможные причины наблюдаемых закономерностей. Отмечено, что возможно протекание двух конкурирующих процессов при эксплуатации рельсов: процесса разрезания частиц цементита с последующим выносом их в объем ферритных зерен или пластин (в структуре перлита); процесса разрезания, последующего растворения частиц цементита, перехода атомов углерода на дислокации (атмосферы Котт релла), перенос атомов углерода дислокациями в объем зерен (или пластин) феррита с последующим формированием наноразмерных частиц цементита.