سایش در فولادها
سایش پدیده ایست که در آن دو یا چند قطعه در تماس مداوم با یکدیگر قرار دارند و در اثر خراش یا چسبندگی بخشی از جرم قطعات از سطح آن ها جدا می شود. این مساله باعث می شود تا به مرور زمان قطعات استحکام خود را از دست بدهند.
قطعات ساییده شده به دلیل اینکه عملکرد مناسبی ندارند باید تعویض شوند و همین مساله می تواند بار مالی زیادی برای صنایع به همراه داشته باشد از طرف دیگر از قطعه به موقع تعویض نگردد احتمال بروز خسارات مالی و جانی بیشتر وجود دارد. به همین دلیل است که در صنایعی که در معرض سایش قرار دارند استفاده از نوعی فولاد که بتواند در برابر سایش مقاومت داشته باشد بسیار حائز اهمیت است. البته لازم به ذکر است که فولاد به خودی خود از مقاومت خوبی در برابر سایش برخوردار است اما در برخی کاربردها به مقاومت بالاتری نیاز است که این کار به وسیله ای تغییر در ساختار و همچنین فرایند تولید فولاد ایجاد می شود.
تصویر شماره ۱ - ورق ضد سایش
آنچه در این مقاله مطالعه خواهید کرد:
- فولاد مقاوم به سایش چیست؟
- انواع فولاد ضدسایش
- ورق فولاد دورستات (Durostat)
- ورق دیلیدور (Dillidur)
- ورق کرسابرو (Creusabro)
- ورق ضد سایش راک استار
فولاد مقاوم به سایش چیست؟
از نام آن مشخص است. فولاد مقاوم به سایش فولادی ست که در برابر سایش مقاومت بیشتری نسبت به فولادهای معمولی دارد.
تحقیقات نشان داده است که هر چه فولاد سختتر باشد مقاومت آن در برابر سایش نیز بیشتر است. افزایش سختی فولاد نیز با اضافه کردن درصد کربن موجود در آن ممکن است. اما افزایش مقدار کربن یک مشکل به همراه دارد و آن این ست که باعث افزایش شکنندگی و ترد شدن فولاد می شود. برای جبران این مساله در ساختار فولادهای ضد سایش از درصدی عناصر آلیاژی مانند بور، منگنز، نیکل، سیلیسیم، مولیبدن، گوگرد و فسفر نیز استفاده می شود.
در کنار ساختار شیمیایی فولادهای مقاوم به سایش فرایند تولید و عملیات حرارتی که روی آن انجام می شود نیز باعث افزایش سختی و شکل پذیری بهتر فولاد ضد سایش می شود.
عملیات حرارتی که روی فولاد ضد سایش انجام می شود شامل دو مرحله است. مرحله کوئنچنیگ و مرحله تمپرینگ.
در مرحله کوئنچنیگ دمای فولاد تا حدود ۸۵۰ درجه افزایش داده شده و سپس با پاشش آب به سرعت خنک می شود. این کار باعث می شود تا ساختار کریستالی فولاد تغییر کند و به درجات بالاتری از سختی برسد.
در مرحله تمپرینگ فولاد مجددا حرارت داده می شود. اما این بار در دمای کمتر و سپس در هوای آزاد خنک می شود.
بیشتر مطالعه کنید: ورق هاردوکس
انواع فولاد ضدسایش
ورق های ضد سایش عموما با نام های تجاری که توسط شرکت سازنده مشخص است شناخته می شوند. در ادامه برخی از شناخته شده ترین ورق های ضد سایش معرفی خواهند شد.
ورق فولاد دورستات (Durostat)
از تولیدات شرکت اتریشی وستالپاین است. این ورق های فولادی جز بهترین ورق های ضد سایش تولید شده به شمار می آیند که در کشور ما نیز مورد استفاده قرار می گیرد.
ورق دورستات از بالاترین درجه سختی در میان فولادهای ضد سایش برخوردار است و درجه ساختی آن در مقیاس برینل بین ۴۰۰ تا ۶۰۰ قرار دارد.
ورق دورستات چقرمگی بالا و جوش پذیری بسیار خوبی دارد و پیش از عملیات جوشکاری نیازی به پیش گرم شدن نیز ندارد. از این ورق به طور گسترده درصنایع سنگین و برای ساخت ماشین های راه سازی مانند لودر، کمپرسی، صنایع معدن، تولید سیمان، ماشین آلات کشاورزی و ... استفاده می شود.
تصویر شماره ۲ - استفاده از ورق دورستات
ورق دیلیدور (Dillidur)
ورق دیلیدور تولید شرکت آلمانی Dillinger است. این ورق در گریدهای ختلفی تولید می شود. از نظر میزان کربن ورق های دیلیدور به سه دسته کربن پایین (V)، کربن متوسط (L)و کربن بالا(C) تقسیم بندی می شوند.
از معروف ترین گریدهای ورق دیلیدور می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- 275C
- 325L
- 400V
- 450V
- 500V
هر کدام از این گریدها از مقاومت به سایش، جوش پذیری، ظرفیت شکل پذیری در دمای پایین، ظرفیت شکل پذیری در دمای بالا، قابلیت ماشین کاری و درجه سختی با هم متفاوت هستند.
از ورق های ضد سایش دیلیدور در ساخت قطعات و تجهیزات و ماشین آلات صنعتی و ساختمانی استفاده می شود.
تصویر شماره ۳ - بیل مکانیکی ساخته شده از ورق دیلیدور 450V
ورق کرسابرو (Creusabro)
مجموعه ای از ورق های ضد سایش در گریدهای مختلف است که تولید شرکت ارسلورمیتال می باشد. ورق کرسابرو از مقاومت سایشی بسیار بالایی برخوردار و به راحتی می تواند بارهای سنگین را تحمل کند. از این ورق برای ساخت تجهیزات و وسایل در شرایط کاری بسیار دشوار و خشن استفاده می شود.
ورق کرسابرو به گریدهای مختلفی تقسیم بندی می شود
- کرسابرو M
- کرسابرو دوآل
- کرسابرو 4800
- کرسابرو 8000
هر کدام از این گریدها از مقاومت سایشی، استحکام و مقاومت کششی متفاوتی برخودراند که در مقاله ای دیگر به تفصیل در مورد آن ها صحبت خواهیم کرد.
تصویر شماره ۴ - ماشین مکانیکی ساخته شده از کرسابرو ۸۰۰۰
ورق ضد سایش راک استار
از جمله شناخته شده ترین ورق های ضد سایش به خصوص در بازار ایران ورق راک استار ساخت کارخانه Essar Steel هندوستان است که از مقاومت بالایی در برابر سایش به همراه جوش پذیری و شکل پذیری خوبی برخوردار است. این ورق در سختی های ۴۰۰، ۴۵۰، ۵۰۰ و ۷۰۰ برینل تولید می شود.
تصویر شماره ۵ - ورق ضد سایش راک استار