Методами просвечивающей электронной микроскопии проведен послойный анализ рельсов высшей категории качества и определены количественные параметры градиентов структуры, фазового состава и дислокационной субструктуры, сформировавшихся по различным механизмам γ-α превращения. Выявлены источники дальнодействующих полей напряжений и установлено, что возможными местами зарождения микротрещин в стали являются границы раздела глобулярные частицы цементита – матрица.