Demiryolu Araçlarında Kullanılan Dökme Demir Fren Pabuçları İçin Mekanik Test Yöntemi (Fren Pabucu Sertlik Seçimi Test Cihazı)

Dökme demir fren balataları için mekanik test ekipmanlarının seçimi ICS 45.060.20 standardına uygun olmalıdır. Bu standart, mekanik özellik testlerinin iki bölüme ayrıldığını belirtir:

1.Çekme Testi

ISO 6892-1:2019 hükümlerine uygun olarak gerçekleştirilecektir. Çekme numunelerinin boyutları ve işleme kalitesi ISO 185:2005 gerekliliklerini karşılayacaktır.

2. Sertlik Test Yöntemi

ISO 6506-1:2014 standardına uygun olarak uygulanacaktır. Sertlik numuneleri, ayrı dökülen test çubuğunun alt yarısından kesilecek; test çubuğu yoksa, bir fren pabucu alınarak, yan tarafından 6mm - 10mm rendelenecek ve 4 test noktasında sertlik ölçülecek, ortalaması test sonucu olacaktır.

Sertlik Ölçüm Yönteminin Temeli

ISO 6506-1:2014 “Metalik Malzemeler – Brinell Sertlik Testi – Bölüm 1: Test Yöntemi” standardı, metalik malzemelerin Brinell sertlik testi için ilkeyi, sembolleri ve açıklamaları, test ekipmanlarını, numuneleri, test prosedürlerini, sonuçların belirsizliğini ve test raporunu belirtir.

2.1 Test Ekipmanının Seçimi: Brinell Sertlik Ölçme Cihazı (Öncelikle Tavsiye Edilir)

Avantajları: Girinti alanı büyüktür, bu da dökme demir malzemenin genel sertliğini yansıtabilir (dökme demirin yapısı düzensiz olabilir) ve sonuçlar daha temsilidir.

Orta ve düşük sertlikteki dökme demirler (HB 80 – 450) için uygundur, dökme demir fren pabuçlarının sertlik aralığını tamamen kapsar.

İşlem nispeten basittir ve numunenin yüzey kalitesi gereksinimi nispeten düşüktür (genellikle Ra 1,6 – 6,3 μm yeterlidir).

2.2 Brinell Sertlik Testi Prensibi

Prensip şu şekilde özetlenebilir: 10 mm çapında sert bir alaşım bilye (veya su verilmiş çelik bilye), belirli bir test kuvveti (örneğin 3000 kgf) altında numunenin yüzeyine bastırılır. Girinti çapı ölçüldükten sonra, malzemenin plastik deformasyona karşı direncini belirlemek için sertlik değeri (HBW) hesaplanır. Temel avantajı, sonuçların malzemenin makroskobik sertlik özelliklerini yansıtabilen güçlü temsiliyetinde yatmaktadır. Metalik malzemelerin performans testlerinde yaygın olarak kullanılan klasik bir yöntemdir.

2.3 Brinell Sertlik Değerinin Sembolleri ve Açıklamaları

Brinell sertlik değerinin (HBW) temel tanımı şudur: test kuvvetinin (F) girinti yüzey alanına (A) oranı, birimi MPa'dır (ancak genellikle birim belirtilmez ve yalnızca sayısal değer kullanılır). Hesaplama formülü şu şekildedir: HBW=πD(D−D2−d2​)2×0,102×F
Nerede:

F test kuvvetidir (birim: N);

D, girinti çapıdır (birim: mm);

d, girintinin ortalama çapıdır (birim: mm);

“0,102″ katsayısı, test kuvveti birimini kgf’den N’ye dönüştürmek için kullanılan bir dönüşüm faktörüdür (doğrudan N cinsinden hesaplanırsa formül basitleştirilebilir).

Formülden görüleceği üzere, aynı test kuvveti ve girinti çapı altında girinti çapı ne kadar küçükse malzemenin plastik deformasyona karşı koyma kabiliyeti o kadar güçlü, Brinell sertlik değeri o kadar yüksek; tam tersine sertlik değeri o kadar düşük olmaktadır.

Döküm fren balatalarının (gri döküm) malzeme özelliklerine göre Brinell sertlik testinin parametreleri genellikle şu şekildedir:

Test kuvveti (F): Genellikle 3000kgf (29,42kN) kullanılır ve buna karşılık gelen sertlik sembolü “HBW 10/3000″’dir.

Not: Numune ince veya malzeme yumuşak ise, test kuvveti ISO 6506-1:2014'e uygun olarak ayarlanabilir (örneğin 1500kgf veya 500kgf), ancak bu durum test raporunda belirtilmelidir.