Perlitik ray çeliklerinde yüzey pürüzlülüğünün abrasiv aşınmaya etkisi

Abstract

Demiryolu raylarındaki aşınmanın azaltılması, ray çeliğinin mikroyapısı ve mekanik özellikleri ile birlikte rayın yüzey pürüzlülüğüne de bağlıdır. Bu tezde, Türkiye'de şehirlerarası tren hatlarında kullanılan R260 perlitik çelik numuneler, 10ºC/dak hızla 800ºC sıcaklığa çıkarılıp bu sıcaklıkta 15 dakika ostenitleme işlemine tabii tutulmuştur. Ostenitleme işleminden sonra numunelere, 550º, 525º ve 500ºC sıcaklıklar için 5 dakika fırında tutma ve havada soğutma şeklinde ısıl işlem uygulanmıştır. Isıl işlem sonucu farklı lamellerarası mesafeye sahip çeliklerin sertlik değişimleri ve mikroyapıları incelenmiştir. Daha sonra, 3 farklı taş ile taşlama işlemi yapılarak farklı yüzey pürüzlülüğündeki numunelerin kuru koşullar altında aşınma davranışı ball-disk aşınma cihazında 10 N yük altında 100, 200 ve 400 m uzunluğundaki yollarda incelenmiştir. Aşındırıcı olarak, ray numunesinden yaklaşık olarak 4 kat daha sert olan abrasiv sentetik ruby ball kullanılmıştır. Farklı mikroyapı ve farklı mekanik özelliklere sahip numunelerin abrasiv aşınma davranışları, yüzey pürüzlülüğü ile birlikte değerlendirilmiş ve karşılaştırılarak irdelenmiştir.

A reduction of wear on rails depends on the rail steel microstructure and mechanical properties and also rail surface roughness. In this study, R260 pearlitic rail steel samples used in intercity railway lines is austenitized for 15 minutes at 800ºC by increasing temperature with a rate of 10ºC/min. After austenitization, heat treatment is applied on samples at 3 different temperatures; those are 550, 525 and 500ºC by means of waiting at 5 minutes in oven and cooling open air. Then, changes in hardness and the microstructure of steels with different interlamellar spacing are examined. Then, the wear behavior of different samples with 3 different surface roughness of grinding are examined by using ball-disc wear apparatus under dry conditions and on 10 N load with the length of 100, 200 and 400 m. As an abrasive, a synthetic ruby ball which is about four times harder than the rail samples is used. The abrasive wear behaviour of samples with different microstructure and mechanical properties are evaluated and compared with the surface roughness.