کاربرد فولاد مقاوم در برابر سایش

چرا فولاد مقاوم به سایش به طور گسترده در صنعت معدن، زیرساخت، غذا و کشاورزی استفاده می شود؟ عمدتاً به این دلیل است که ویژگی فوق العاده مقاومت در برابر سایش آن می تواند عمر مفید تمام تجهیزاتی را که دائماً در تماس با سایش شدید با مواد دیگر بوده اند، افزایش دهد. سایش پدیده ای است که در آن مواد از ناحیه تماس بین دو جسم که در تماس دینامیکی با یکدیگر هستند حذف می شود. این حذف مواد به روش های زیر انجام می شود:

√ پوشیدن بلبرینگ
√پوشیدن روی تخت کامیونی که برای حمل سنگ، شن یا ماسه استفاده می شود.

در حالت اول تماس بین دو فلز صورت می گیرد، در حالی که در حالت دوم بستر مسطح با قطعات سنگ تماس پیدا می کند. تحقیقات سایش نشان داده است که چهار مکانیسم اساسی بیشتر سایش مواد به طور کلی از جمله فولادها را تشکیل می دهند. این مکانیسم ها عبارتند از: مکانیزم های سایشی، چسبندگی، خستگی سطحی و مکانیزم های اکسیداسیون - خوردگی. مکانیسم ساینده زمانی اتفاق می‌افتد که یک قطعه سخت، ذره یا نامنظمی سطحی به سطح یک ماده نرم‌تر نفوذ کند، روی آن بلغزد یا به آن برخورد کند. سپس براده هایی از مواد فرسوده می شکند یا خراش هایی در مواد فرسوده ایجاد می شود. این موضوع را بعداً با جزئیات بیشتری بررسی خواهیم کرد، زیرا معمولاً به سایش ورق فولادی مربوط می شود. مکانیسم چسب زمانی اتفاق می افتد که بی نظمی در سطح دو فلز با یکدیگر تماس پیدا کند. در طول فرآیند تماس، تعداد محدودی از نقاط تماس میکروسکوپی با هم ادغام می شوند. در طول حرکت متوالی، این نقاط تماس، نه در نقطه تماس، بلکه در منطقه ای که مواد ضعیف تر است، شکسته می شوند. این منجر به از دست رفتن مواد در اقلام نرمتر می شود و عمدتاً در صورت عدم روانکاری یا روانکاری ضعیف رخ می دهد. مکانیسم اکسیداسیون - خوردگی به دلیل واکنش‌های شیمیایی روی سطوحی که در حضور مواد واکنش‌دهنده در آب یا محیط‌های گازی روی هم می‌لغزند، رخ می‌دهد. محصولات حاصل که معمولاً شکننده هستند خرد شده و از سطوح جدا می شوند. این مکانیسم به ویژه در محیط های دریایی یا برخی از محیط های صنعتی با رطوبت بالا فعال است. مکانیسم خستگی سطح زمانی اتفاق می‌افتد که ماده در معرض تنش‌های مکانیکی یا حرارتی مکرر قرار می‌گیرد که بلافاصله به سطح متصل می‌شوند. پس از مدت زمان مشخص، ترک هایی در بالا و پایین سطح ایجاد می شود. این ترک ها هر از گاهی به هم می رسند و ذراتی را ایجاد می کنند که در نهایت از مواد جدا می شوند. در شرایط زندگی واقعی، مکانیسم های ذکر شده در بالا به ندرت در موقعیت های منزوی رخ می دهند، اما به طور کلی به صورت مخلوطی از چندین مکانیسم در نسبت های مختلف رخ می دهند.

چه عواملی بر پوشیدن تأثیر می گذارد؟ ممکن است عواملی به شرح زیر در نظر گرفته شوند:

√ خواص مکانیکی: سختی، چقرمگی و الاستیسیته
√ترکیب شیمیایی
√ریزساختار: توزیع فاز، بزرگی فاز و اندازه دانه
√جو: دریایی، صنعتی، گرمسیری و غیره
√هندسه و موقعیت جزء در معرض سایش
√خواص ماده خارجی: ذرات ساینده، سنگ، ماسه، شیشه، فلزات و غیره.
√سرعت تماس ذرات یا اجسام.

همانطور که می دانیم سایش ورق فولادی عمدتاً مربوط به سکوهای کامیون، بدنه کمپرسی، سطل های بیل مکانیکی، میکسرهای بتن، واگن های معدنی و موارد مشابه است. در این کاربردها، سایش مکانیزم سایش غالب است. در حالی که سایش ساینده به عنوان از دست دادن مواد ناشی از اجسام سخت یا ذراتی تعریف می شود که وقتی دو جسم با یکدیگر تماس دینامیکی دارند، مواد را از سطح یک ماده نرم تر حذف می کنند. دو مورد اصلی سایش ساینده وجود دارد: اولی سایش ساینده کشویی و دومی سایش ساینده ضربه ای است.

اما چگونه می توان سایش ساینده صفحه فولادی را به حداقل رساند؟ راز آن افزایش سختی و چقرمگی آن است. این خواص به نوبه خود تحت تأثیر ترکیب و ریزساختار فولاد قرار می گیرند. آلیاژهای فولادی با منگنز بالا از زمان کشف آن توسط سر رابرت هادفیلد در سال 1882 در کاربردهای سنگین مورد استفاده قرار گرفته است، جایی که به استحکام بالا و مقاومت در برابر ضربه و سایش بالا نیاز است. این فولادها معمولاً در تجهیزات معدن، میکسرهای سیمان، آسیاب های سنگ معدن و در ابزارهای درگیر با زمین استفاده می شوند. این گروه از آلیاژها نه تنها با لغزش جابجایی، بلکه با مکانیسم‌های تغییر شکل جابجایی نیز تغییر شکل می‌دهند. این مکانیسم ها با یک حرکت جمعی بدون انتشار از خوشه های اتم مشخص می شوند که در آن هر اتم تنها با فاصله کمی نسبت به همسایگان خود جابجا می شود، که دوقلوسازی مکانیکی رایج ترین آنها است. فولادهای هادفیلد که به عنوان منگالویز نیز شناخته می شوند، آلیاژهای فولادی هستند که حاوی 0.8 تا 1.25 درصد سانتی گراد و منگنز بین 11 تا 15 درصد هستند. محتوای بالای منگنز از تبدیل فریتی در دمای اتاق جلوگیری می کند. به همین دلیل، فولادهای هادفیلد دارای ریزساختار آستنیتی و در نتیجه چقرمگی بالا و سخت شدن ناشی از کرنش هستند. خانواده‌ای از آلیاژهای با منگنز بالا که اخیراً ساخته شده‌اند، فولادهای پلاستیکی ناشی از دوقلویی (TWIP) هستند. این آلیاژها دارای محتوای منگنز بالاتری نسبت به فولادهای هادفیلد (بالاتر از 20 درصد وزنی) و محتوای کربن کمتری هستند که معمولاً کمتر از 1 درصد وزنی سانتیگراد است. فولادهای TWIP خواص بسیار امیدوار کننده ای دارند، به ویژه آنهایی که در مورد چقرمگی، استحکام کششی و سخت شدن کرنش هستند. صنعت خودروسازی به دلیل توانایی آن در جذب مقادیر بالای انرژی در هنگام ضربه و برخورد، علاقه فزاینده ای به این آلیاژ نشان می دهد. از آنجایی که فولادهای TWIP تکاملی از فولادهای سنتی هادفیلد در نظر گرفته می‌شوند، ارزیابی خواص تریبولوژیکی آن‌ها، به‌ویژه در هر دو شرایط سایشی و ضربه-سایشی جالب است. برای این منظور، دوغاب مرطوب و تست ضربه-سایش لس آنجلس به منظور تعیین مقاومت به سایش مواد انجام شد.

این نوع فولاد به لطف ترکیب شیمیایی منحصر به فرد خود و فرآیند ساخت مورد استفاده برای تولید فولاد مقاوم در برابر سایش، طول عمر قطعات سایش را در کاربردهای حیاتی به میزان قابل توجهی افزایش داده است. در یک سری از آزمایش‌های واقعی، نشان داده است که به برنامه‌هایی که در معرض شرایط بسیار ساینده و سطوح بالای گرما قرار دارند، ارزش می‌افزاید. و همچنین به دلیل استحکام فوق العاده ای که دارد، روز به روز با ضربه ها، تکان ها، چتری ها، بریدگی ها و ضربه ها مقابله می کند. و با خواص کارگاهی خوبی که دارد می توانید آن را خم کنید، فرم دهید و جوش دهید و در برابر ترک ها و انتشار ترک ها مقاومت می کند. در محیط های تهاجمی، جایی که خرابی های شکستگی می تواند غیرقابل پیش بینی و پرهزینه باشد یا حتی ایمنی تجهیزات شما و اپراتورها را تهدید کند. به دلیل عملکرد برتر آن، بسیاری از کشورها استانداردهای خود را ایجاد کرده اند که به خوبی توسط بازار پذیرفته شده است، جدول زیر یک دید کلی از اینکه کدام کشورها بازیگران اصلی بازار هستند را به شما ارائه می دهد.

با توجه به عملکرد عالی حتی در شرایط بسیار سرد، بسیاری از کشورها فولادهای مقاوم در برابر سایش متفاوتی را برای کاربردهای خاص توسعه داده‌اند و در زیر رایج‌ترین آن‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد.

ورق فولادی مقاوم در برابر سایش را می توان در ساخت تجهیزات و قطعات یدکی با کیفیت کلاس A استفاده کرد، دارای مزایای زیر است:

√در طول سال ها در محیط های معدنی خشن مقاومت کنید
√بهبود عمر سرویس
√کاهش خطر شکست
√بهبود بهره وری

اگر می‌خواهید مواد جایگزین خوبی برای پروژه‌های فولادی مقاوم در برابر سایش خود داشته باشید، همیشه می‌توانید به ما مراجعه کنیدwww.fabmann.comهمانطور که ما به ارائه قطعه کار مورد نظر شما که ممکن است نیاز به برش لیزری، خمش یا جوش داشته باشد اختصاص داده ایم. ما همچنین مانند درمان سطح را ارائه می دهیمپوشش پودریورنگ آمیزیبرای مشتریان ما