Investigation of the Effect of Reduction Applied at Different Speeds and Constant Rates on the Mechanical Properties of Brake Pipes

Yıl 2023, Cilt: 4 Sayı: 1, 17 - 23, 05.09.2023

Ozan Koyuncu , Burak Çelik , Yasin Akgül , Alper İncesu

Öz

In this study, the brake pipes produced from copper-coated steel sheets were reduced at 3 different speeds (27 m/min, 36 m/min and 45 m/min) and the microstructure and mechanical properties of the non-reduced brake pipe were investigated comparatively. In order to reveal microstructural differences, microstructural analysis was performed under optical microscope and scanning electron microscope. In order to determine the mechanical properties, tensile test, microhardness test and blast test were applied. According to the results obtained, it was observed that a microstructural differentiation did not occur depending on the reduction rate. According to the tensile test results, in the reduction process applied at speeds of 27 m/min, 36 m/min, the reduction applied at a higher rate (~33 % in yield strength, nearly ~13% in tensile strength), 45 m/min. In the process, a lower increase in strength (27.9% in yield strength and 11.1% in tensile strength) was detected. The results of the blasting test also showed a behavior parallel to the variation in the strength values obtained in the tensile test. The opposite of the yield strength and tensile strength variations, and parallel to these, the change in elongation at break values was observed (~ 30 % in the reduction process applied at speeds of 27 m/min, 36 m/min, and in the reduction, process applied at 45 m/min whereas a decrease in ductility of 16.7% was detected). In the hardness values, it was determined that the hardness increase (~ 5 %) occurred for all speeds, but no significant difference was observed depending on the reduction speed.

Anahtar Kelimeler

Brake pipes, tube sinking, dislocation density

Farklı Hız ve Sabit Oranda Uygulanan Redüksiyonun Fren Boruların Mekanik Özelliklerine Etkisinin Araştırılması

Öz

Bu çalışmada bakır kaplı çelik saclardan üretilen fren borularına 3 farklı hızda (27 m/dk, 36 m/dk ve 45 m/dk) redüksiyon işlemi uygulanarak redüksiyon uygulanmamış fren borusu ile mikroyapı ve mekanik özellikleri karşılaştırmalı olarak incelenmiştir. Mikroyapısal farklılıkları ortaya çıkarabilmek için optik mikroskop ve taramalı elektron mikroskobunda mikro yapısal analiz yapılmıştır. Mekanik özelliklerin belirlenebilmesi için de çekme testi, mikro sertlik testi ve patlatma testi uygulanmıştır. Elde edilen sonuçlara göre redüksiyon hızına bağlı olarak mikroyapısal bir farklılaşmanın meydana gelmediği gözlemlenmiştir. Çekme testi sonuçlarına göre 27 m/dk, 36 m/dk hızlarda uygulanan redüksiyon işleminde daha yüksek oranda (akma mukavemetinde ~%33, çekme mukavemetinde ise ~%13), 45 m/dk hızında uygulanan redüksiyon işleminde ise daha düşük oranda (akma mukavemetinde ~%27,9, çekme mukavemetinde ise ~%11,1) bir dayanım artışı tespit edilmiştir. Patlatma testi sonuçları da çekme testinde elde edilen mukavemet değerlerindeki farklılaşmaya paralel bir davranış göstermiştir. Akma mukavemeti ve çekme mukavemeti farklılaşmalarının tam tersi ve bunlara paralel olarak kopma uzaması değerlerinin değişim gözlenmiştir (27 m/dk, 36 m/dk hızlarda uygulanan redüksiyon işleminde ~%30, 45 m/dk hızında uygulanan redüksiyon işleminde ise ~%16,7 süneklikte azalma tespit edilmiştir). Sertlik değerlerinde tüm hızlar için sertlik artışının (~%5) meydana geldiği ancak redüksiyon hızına bağlı olarak anlamlı bir farklılaşmanın gözlemlenmediği tespit edilmiştir.

Anahtar Kelimeler

Fren borusu, redüksiyon, dislokasyon yoğunluğu

Teşekkür

Fren boruların temini, redüksiyon işleminin uygulanması ve patlatma testinin gerçekleştirilmesindeki katkılarından dolayı Bant Boru AŞ’ye teşekkürlerimizi sunarız.

Kaynakça

• Air TES for AMLS, International S (2004) Sae J1677. Surface Vehicle Standard: Tests and Procedures for Steel and Copper Nickel Tubing. Society of Automotive Engineers. SAE International
• Bella P, Burik P, Bucek P, Ridzon M (2021) Influence of Deformation on Texture Development During Cold Drawing of Tubes. In: Forming the Future: Proceedings of the 13th International Conference on the Technology of Plasticity. Springer, pp 729–737
• Bundy HW (1932) Method for making a tube
• ISO E (2016) 6892-1: 2016. Met Mater Testing—part 1:
• Kishimoto T, Sakaguchi H, Suematsu S, et al (2020a) Outer diameter and surface quality of micro metal tubes in hollow sinking. Procedia Manuf 47:217–223
• Kishimoto T, Sakaguchi H, Suematsu S, et al (2020b) Deformation behavior causing excessive thinning of outer diameter of micro metal tubes in hollow sinking. Metals 10:1315
• Palengat M, Chagnon G, Favier D, et al (2013) Cold drawing of 316l stainless steel thin-walled tubes: experiments and finite element analysis. Int J Mech Sci 70:69–78
• Salehi J, Rezaeian A, Toroghinejad MR (2018) Fabrication and characterization of a bimetallic Al/Cu tube using the tube sinking process. Int J Adv Manuf Technol 96:153–159
• Yücel BC (2017) Kendiliğinden İlerleyen Yüksek Sıcaklık Sentezi Yöntemiyle Üretilen İntermetalik Malzemelerin Mekanik Özelliklerinin İncelenmesi
• Zhang W (2016) Rolling, partial and full annealing of 6061 characterization of microstructure, tensile strengths and ductility. Mater Sci Appl 7:453–464
• (2019) ASTM A254/A254M − 12 (Reapproved 2019): Standard Specification for Copper-Brazed Steel Tubing