Аннотация: Дефектная субструктура поликристаллических тел обуславливает субструктурное упрочнение и механические свойства. Перлит, являющийся основной структурной составляющей рельсов, при деформационном воздействии подвергается значительному преобразованию, которое сопровождается целым рядом процессов. В настоящей работе методами современного физического материаловедения проведены исследования и анализ дефектной субструктуры перлита пластинчатой морфологии и свойств рельсовой стали, подвергнутой разрушению в условиях деформации одноосным растяжением плоских образцов. Установлено, что предел прочности изменяется от 1247 до 1335 МПа, а относительная деформация до разрушения – от 0,69 до 0,75. Наблюдается формирование трех зон поверхности разрушения: волокнистой, радиальной и зоны среза. Проанализированы их форма и размеры. Деформация рельсовой стали сопровождается разрушением пластин цементита колоний перлита и повторным выделением в объеме пластин феррита наноразмерных частиц третичного цементита размером приблизительно 8,3 нм. Основными механизмами разрушения пластин цементита являются разрезание и растворение. Дислокационная субструктура представлена хаотическим распределением дислокаций и их скоплениями. Скалярная плотность дислокаций в феррите увеличивается от 3,2·1010 см–2 в исходном состоянии до 7,9·1010 см–2 при разрушении. Деформация сопровождается формированием внутренних полей напряжений, проявляющихся в виде изгибных контуров экстинкции. Источниками полей напряжений являются границы раздела пластин цементита и феррита, а также границы зерен. Выявлена фрагментация пластин феррита и цементита. Средние размеры фрагментов цементита составляют 9,3 нм. В зоне разрушения образца рельсовой стали отмечено вращение зерен перлита, свидетельствующее о наличии ротационной моды деформации. На электронно-микроскопических изображениях пластин цементита наблюдается изменение контраста, что может быть связано с образованием атмосфер Коттрелла.