Raylı sistemlerde kullanılan alüminotermit kaynağının kalitesinin arttırılması
Improving the quality of aluminothermitc rail welding
Yazar: KENAN BAY
Danışman: PROF. DR. ZEKİ ÇİZMECİOĞLU
Yıldız Teknik Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı / Üretim Metalurjisi ve Teknolojileri Mühendisliği Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2011
Konu: Metalurji Mühendisliği = Metallurgical Engineering

Özet:
Son yıllarda raylı sistemler ülkemizde büyük bir ivme kazanan, hem önemli bir kamu yatırım alanı hemde büyük bir endüstiyel pazar haline gelen bir ulaşım alanıdır.Büyük teknik bilgi ve beceri gerektiren demiryolu inşaatında en önemli aşamalardan biri rayların uygun yöntemlerle, doğru şekilde birleştirilerek sürekli ray dizileri oluşturulmasıdır. Günümüzde dünya literatüründe sürekli ray dizileri meydana getirmek için standart yöntem olarak kabul edilen alüminotermit kaynağı ülkemizde de yaygın olarak kullanılmaktadır.Bu çalışmada ülkemiz için bir ithalat ürünü olan alüminotermit kaynak malzemelerinin ve kaynakların özelliklerinin incelenmesi ve yerli imkanlarla, uluslarası standartlara uygun, alternatif bir ürün üretilerek ortaya konması hedeflenmiştir. Bunun için hali hazırda piyasada bulunan kaynak malzemeleri incelenmiş, karakterize edilmiş ve elde edinilen bilgiler ve uluslarası standartlar ışığında alternatif malzeme imal edilmiştir.Bu çalışmanın ikince bölümünde raylı sistemler hakkında genel bilgiler, üçüncü bölümde demiryolları, dördünce bölümde ise ray kaynağı hakkında teknik bilgiler verilmiştir. Beşinci bölümde yapılan deneysel çalışmalara, altıncı ve yedinci bölümlerde elde edilen sonuçlar ve yapılan ekonomik analize yer verilmiştir.Üretilen ürünün ve bu ürünle yapılan kaynağın fiziksel ve kimyasal özellikleri hali hazırda piyasada satılan malzemeler ile karşılaştırıldığında arada önemli bir fark olmadığı görülmüştür. İncelenen tüm malzemeler alüminotermit kaynaklarının özelliklerini belirleyen EN 14730-1 standardına uygundur.Bu çalışmada üretilen malzeme ile yapılan kaynaklar EN 14730-1 standardında 300±20 HBW toleransla verilen sertlik deneyinde 296 HBW, ?3 mm olarak verilen ergimiş bölgenin incelenmesi deneyinde 3,5 mm, 20-40 mm olarak verilen ısıdan etkilenmiş bölgenin incelenmesi deneyinde 26 mm, ultrasonik muayene, yumuşamış bölgenin sertlik dağılımı, mikroyapı ve eğme deneylerinde de uygun sonuçlar vermiştir.Bu çalışmada yapılan ekonomik analize göre imal edilen malzemenin seri üretime geçilmesi durumunda karlılık oranı % 52, iki yıllık toplam kar 8.884.000 TL olacaktır.

Abstract:
In our country, rail transportation is a type of transportation which has became an important state investment area and a great industrial market in recent years.One of the most important topics in railway construction, which requires a great deal of technical knowledge and capability, is establishing continuous welded tracks by joining rails in a appropriate way. Aluminothermic welding, which is accepted as a standart method in establishing continuous welded tracks in the world, is being used widely in our country as well.In this work, understanding the properties of aluminothermic welds and aluminothermic rail welding mixture, which is an import good for our country, and producing an alternative mixture that complies the needs of international standards with domestic materials are aimed. For this goal, commercial mixtures which are already being sold were researched, charterized and production of the alternative mixture was produced under the light of these researches.In the second chapter of this work basic information about rail transportation, in third and fourth chapters, technical information about railways and rail welding, in fifth chapter experimental results, in sixth and seventh chapters results, discussions and economical analysis were given.No major differences were observed between commercial mixtures and mixture that was produced in this work. Both comply the needs of EN 14730-1, which defines the properties of aluminothermic welds.The mixture that has been produced in this work showed 296 HBW in hardness test, which was defined by tolerance of 300±20 HBW, showed 3,5 mm melting depth which was defined by ?3 mm, showed 26 mm in heat softened zone width measurement which was defined by 20-40 mm, and showed appropriate results in ultrasonic, microstructural, parent rail hardness variation and slow bending tests.According to economical anaylsis given in this work, in case of mass producing of the alternative mixture which was produced in this work, the profit percentage would be 52 % and total profit would be 8.884.000 TL in two years time.