Termit ve yakma alın kaynağı ile birleştirilmiş R260 kalite rayın mikroyapı ve mekanik özelliklerinin incelenmesi
Investigation of R260 quality rail microstructure and mechanical properties combined with thermite and flash butt welding
Yazar: MUSTAFA DURSUNLAR
Danışman: DR. ÖĞR. ÜYESİ HARUN ÇUĞ
Karabük Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Makine Mühendisliği = Mechanical Engineering

Özet:
Bu tez çalışmasının amacı; rayların birleştirilmesinde kullanılan en yaygın iki yöntem olan termit ve yakma alın ray kaynağı yöntemlerinin mikroyapı ve mekanik özelliklerini incelemektir.

Bu tez çalışmasında kullanılan ray EN 13674-1 standarda, R260 kaliteye, 60E1 profile ve 1 m uzunluğa sahiptir. Belirtilen özelliklerdeki raylar, gerekli çalışmalar için termit ve yakma alın ray kaynağı yöntemleri ile birleştirilmiştir. Kaynak işlemleri, termit ray kaynağı TCDD DATEM'de, yakma alın ray kaynağı ise TCDD Çankırı Makas Fabrikası'nda yaptırılmıştır. Kaynak sonrası termit ve yakma alın ray kaynağının, ray mantarından alınan parçaların kalıntı gerilme, mikroyapı, sertlik ve çekme özellikleri incelenmiştir. 
 
Kalıntı gerilme sonuçlarına göre, orijinal kaynaksız rayın kalıntı gerilme değeri 154 MPa, termit ray kaynağının kalıntı gerilme değeri 172 MPa ve yakma alın ray kaynağının kalıntı gerilme değeri ise 160 MPa olarak bulunmuştur.

Mikroyapı sonuçlarına göre, termit ray kaynağının mikroyapısı incelendiğinde, yapının ferrit ve perlit olup martenzit olmadığı gözlemlenmiştir. Yakma alın ray kaynağının mikroyapısı incelendiğinde, yapının çoğunlukla ferrit ile perlitik olduğu gözlemlenmiştir.

Sertlik testi sonuçlarına göre, termit ray kaynağının sertlik değerleri kaynak merkezinde 303 HV1, ITAB'da ortalama 386 HV1 ve ray metalinde ortalama 298 HV1 olarak gözlemlenmiştir. Yakma alın ray kaynağındaki sertlik değerleri kaynak merkezinde 295 HV1, ITAB'da ortalama 306 HV1 ve ray metalinde ortalama 265 HV1 olarak gözlemlenmiştir.

Çekme testi sonuçlarına göre, termit ray kaynağının çekme numunesi kaynak merkezinden, yakma alın ray kaynağı numunesi ise ITAB'ın hemen bitiminden kopmuştur. Hem termit hem de yakma alın ray kaynağı malzemesinin sünek bir davranış sergilediği gözlemlenmiştir.

Abstract:
The aim of this thesis is to investigate the microstructure and mechanical properties of the two most common methods used in the joining of rails, thermite and flash butt welding.

The rail used in this thesis has EN 13674-1 standard, R260 quality, 60E1 profile and 1 m length. The rails of the specified properties are welded by thermite and flash butt rail welding methods for the required works. The thermite rail welding process was carried out at TCDD DATEM, and flash butt rail welding process at TCDD Çankırı Makas Factory. After welding, the residual stress, microstructure, hardness and tensile properties of thermite and flash butt welds and parts obtained from rail head were investigated.
 
According to the residual stress results, the residual stress value of the original weldless rail was found to be 154 MPa, the residual stress value of thermite rail welding was 172 MPa and the residual stress value of the flash butt welding was 160 MPa.

According to the microstructure results, when the microstructure of thermite rail welding is examined, it is observed that the structure is ferrite and perlite but not martensite. When the microstructure of the flash butt weld was examined, it was observed that the structure was mostly perlitic with ferrite.

According to the hardness test results, the hardness values of thermite rail welding were 303 HV1 in welding center, 386 HV1 in HAZ and 298 HV1 in rail metal. Hardness values of flash butt welds were observed as 295 HV1 in welding center, 306 HV1 in HAZ and 265 HV1 in rail metal.

According to the tensile test results, the tensile specimen of the thermite welding was severed from the welding center and the flash butt welding specimen was severed from the immediate end of HAZ. It has been observed that both thermite and flash butt rail welding material exhibit ductile behavior.