Plastik deformasyona maruz kalmış s49 tipi rayların düzeltilmesi ve yapısal ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
An examination of the structural and mechanical proper-ties of plastically deformed s49 type rails
Yazar: ALİ SABAN
Danışman: PROF. DR. RECEP ÇALIN
Kırıkkale Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2016
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering
Dizin: TCDD = Turkish Government Railways

Özet:
Bu çalışmanın amacı, hatta serili halde bulunan ve her hangi bir nedenle eğilmiş ray-ların, EN13674-1 ray standartlarındaki ray doğruluk kriterlerine uyacak şekilde hat değişimine gerek kalmadan doğrultulmasıdır. Çalışma kapsamında incelenmek üzere S49 tipi ray seçilmiştir. Öncelikle deneyde kullanılacak rayın kimyasal yapısının EN 13674-1'e göre uygun olup olmadığı belirlenmiştir. Ray bükme makinesinin özelik-lerine bağlı olarak belirlenen uzunlukta raylar kesilmiştir. Bu numunelere bükme cihazı yardımıyla oda sıcaklığındaeğme işlemi uygulanmıştır. Yapılan eğme işleminde rayın elastik ve plastik deformasyona uğradığı ölçüm aralıkları belirlenmiştir. Eğme işlemi uygulanan numunelerin bir kısmı ray ısıtıcı cihaz yardımıyla 200ºC ve 300ºC sıcaklığa ısıtılmıştır. Numuneler oda sıcaklığında, 200ºC ve 300ºC'de bükme işlemi yapılan cihaz yardımıyla doğrultulmuştur. Doğrultma işlemi yapılan numunelerin belirlenen sıcaklıklar altında mekanik özelliklerindeki değişimi belirlemek amacıyla optik mikroskop incelemesi, kalıntı gerilme ölçümü, sertlik ölçümü, çekme testi ve SEM analizi yapılmıştır. Yapılan mikro yapı incelemesinde sıcaklık artışına bağlı olarak yapının tamamen perlitik olduğu gözlemlenmiştir. Oda sıcaklığı, 200°C ve 300°C sıcaklıklarda işlem gören ray malzemesinde perlit lamelleri arasındaki mesafede kayda değer bir değişim gözlemlenmemiştir. Yapılan kalıntı gerilme ölçümü deneyinde soğuk deformasyonla kalıntı gerilme değerlerinin arttığı, 200°C ve 300°C sıcaklıklarda işlem gören ray numunelerinde kalıntı gerilme değerlerinin azaldığı gözlemlenmiştir. Yapılan sertlik deneyinde soğuk deformasyona maruz kalmış nu-munelerde sertlik değerlerinde artış gözlemlenirken, 200°C ve 300°C sıcaklıklarda işlem gören ray numunelerinde sertlik değerlerinde kayda değer bir değişim gözlem-lenmemiştir. Yapılan çekme deneyinde ray numunelerinin çekme dayanımında sıcak-lık artışına bağlı olarak çok az miktarda azalma gözlemlenmiştir. Sıcaklık artışına bağlı olarak mikro yapı, sertlik ve çekme dayanımındaki değişimlerin istenilen standart aralığında olduğu gözlemlenmiş, belirlenen sıcaklık aralıklarında rayın mekanik özelliklerinde herhangi bir değişme olmadan doğrultma işleminin yapılabileceği tespit edilmiştir.

Abstract:
The purpose of this study is straightening the rails according to the rail standards of EN13674-1 without changing the line.The type of S49 rails elected to be analyzed in the study. Primarily, it was determined whether the chemical structure of the railis appropriate to be used in the experiment according to EN 13674-1. Specified length rails were cut depending on the properties of the rail bending machine. The bending was performed to these samples through the bending device at the room temperature. Elastic and plastic deformation ranges were determined by bending tests. Some of the samples that bended are heated to the 200ºC and 300ºC with the help of the rail heating device. The samples were straightened by bending device at the room tempe-rature. Optical microscopy, residual stress and hardness measurements, tensile test and the SEM analysis was performed to determine the changes in mechanical proper-ties of the samples that straightened under specified temperature. Microstructure was observed to be completely pearlitic depending on the temperature rise according to the microstructural analysis. Significant change was not observed at the distance between pearlite lamellae of rail material which treated at room temperature, 200°C and 300°C. Besides an increase of residual stres values with cold deformation, also a decrease in the residual stresses in the rail samples treated at temperatures of 200°Cand 300°C during the residual stres measurement test was observed. Major change was not observed in the hardness values of the rail samples treated at tempe-ratures of 200°C and 300°C during the hardness test while an increase was observed in the hardness values of the samples exposed to cold deformation. A few decreasein the tensile strength of the rail samples was noted depending on the temperature inc-rease.The changes of microstructure, hardness and tensile strength was observed to be in the desired Standard range depending on the temperature increase and it has been identified that rectification can be made in the specified temperature range wit-hout any changes in mechanical properties of the rail.