Demiryolu Makası İmalatında Ön Isıtma ve Presleme İşlemlerinin Rayın Mekanik ve Kimyasal Özelliklerine Etkisi

Öz

Bu makalede demiryolu makas üretiminde kullanılan raylara uygulanan 500 °C ön ısıtma ve presleme işleminin malzemelerin mekanik ve kimyasal özelliklerine etkisi incelenmiştir. Kullanılan ray R260 60E1 olup, aynı şarj numarasına sahip monoblok bir raydan numune olarak, 3 eşit ray parçası alınmıştır. Bu ray parçalarının ikisine 500 °C ön ısıtmalı presleme işlemi uygulanırken, diğer ray parçasına ise ön ısıtma ve presleme işlemi uygulanmamıştır. Ray parçalarından alınan test numunelerine çekme testi, % uzama testi, sertlik testi ve kimyasal kompozisyon testi uygulanmıştır. Elde edilen test sonuçları birbiri içerisinde malzeme sınır değerleri dikkate alınarak incelenmiştir. 500 °C ön ısıtmalı presleme işlemi uygulanan raylardan alınan numunelerden elde edilen test sonuçları incelendiğinde, malzemenin mekanik ve kimyasal değerlerinin sınır değerlerinin içinde kaldığı gözlenmiş, sonuçta makas üretiminde bu tür bir ısıl işlem uygulanması, üretimin kolaylaşması açısından yararlı görülmüştür.

Anahtar Kelimeler

• Demiryolu makası
• Ray ön ısıtma
• Presleme
• Mekanik ve kimyasal özellikler

The Effect of 500 °C Preheating and Bending Processes applied to the Rails on the Mechanical and Chemical Properties of the Rail for the Production of Railway Turnouts

Öz

The change in the mechanical and chemical properties of the materials after the 500 °C preheated bending process applied to the rails in the production of railway turnouts was investigated in this paper. A rail profile of R260 quality 60E1 was used, three equal lenghts of rail sample were used, taken from a monoblock rail with the same charge number. Two of the rail sample were 500 °C preheated and bending process was applied. Third sample has bending process without preheated condition. Tensile test, % elongation test, hardness test and chemical composition test were applied to the all test samples taken from the rail parts. When the test results obtained from the samples taken from the rails, which were subjected to 500 °C preheated pressing process, were examined, it was observed that the mechanical and chemical values of the material remained within the limit values. As a result, applying such a heat treatment during turnout production was found usefull in terms of easier process.

Anahtar Kelimeler

• Railway turnouts
• Rail preheating
• Pressing
• Mechanical and Chemical properties

Kaynakça

1. [1] M. Antali, G. Stepan, & S.J. Hogan, “Kinematic oscillations of railway wheelsets,” Multibody Syst Dyn 34, 259–274, 2015
2. [2] K. Tzanakakis, The railway track and ıts long term behaviour - a handbook for a railway track of high quality. Springer-Verlag, Berlin- Heidelberg, 2013
3. [3] C. Esveld, Modern railway track. Digital Edition, MRT Productions, Zaltbommel- The Netherlands, 2014
4. [4] Ş. Günoral, Demiryolu hatlarının döşenmesi (poz). Karabük Üniversitesi Yayını, Karabük, 2019
5. [5] T. Tunçay ve M. Yıldız, “R260 ray çeliğinin haddeleme operasyonunun mikroyapı ve mekanik özelliklere etkisi,” ISERSE’18, IV. Uluslararası Raylı Sistemler Mühendisliği Sempozyumu, Karabük, 2018
6. [6] U. Emre Bingöl, “Demiryolu makaslarının üretiminde raylara uygulanan 500 °C ön ısıtma ve pres işleminin rayın mekanik ve kimyasal özelliklerine etkisi,” Yüksek Lisans Tezi, Karabük Üniversitesi, Karabük, 2022
7. [7] Anonim, Makaslar, Raylı Sistemler Teknolojisi Alanı, MEB Yayınları, Ankara, 2014.
8. [8] S. I. Kuchuk-Yatsenko, Yu V. Shvets, E. A. Dumchev V. I. Shvets, Ya I. Mikitin, S. D. Taranenko, N. N. Nikitina, “Flash-but welding of railway frogs with rail ends using an ıntermediate ınsert,” The Paton Welding Journal, International Association Welding, Kiev, Ukraine, 2005

9. [9] S. Dhar, “Microstructure and fatigue properties of railway steels for switches and crossings,” Ph.D., Technical University of Denmark, Denmark, 2019
10. [10] H. Bąkowski and J. Piwnik, “Quantitative and qualitative comparison of tribological properties of railway rails with and without heat treatment,” Archives of Metallurgy and Materials, vol. 61, iss. 2A, pp. 469-474, 2016, doi: 10.1515/amm-2016-0037
11. [11] A. Rıdvanoğulları, T. Çetin, M. Akkaş, “Experimental ınvestigation of the mechanical and microstructure properties of S49 rail steel,” European Journal of Technique, vol. 11, no.1, pp. 43-46, 2021, doi: doi.org/10.17694/ejt.812142
12. [12] M. G. Shtayger et al., “Investigation of macro and micro structures of compounds of high-strength rails implemented by contact butt welding using burning-off,” IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering vol. 560, 012190, June 2019, doi: 10.1088/1757-899X/560/1/012190
13. [13] O. Hajizad, et al., “Influence of microstructure on mechanical properties of bainitic steels in railway applications,” Metals, vol. 9, iss. 7, pp. 778-797, July 2019, doi:10.3390/met9070778
14. [14] F. Bozkurt, “Investigation of tribological properties of head, web and foot sections of R260 rail,” Railway Engineering, no. 17, pp. 107-114, Jan. 2023, doi: 10.47072/demiryolu.1166068