عوامل متعددی هستند که باعث می شوند یک ورق خاصیت ضد سایش یپدا کند. یکی از این عوامل ترکیب شیمیایی فولاد است. هر چه میزان کربن در ساختار فولاد بیشتر باشد سختر می شود و مقاومت آن به سایش نیز افزایش می یابد اما باید دقت کرد که افزایش کربن منجربه شکننده شدن فولاد نیز می شود. عملیات حرارتی نیز می تواند با تغییر دانه بندی فولاد مقاومت آن را به سایش افزایش دهد. در این مقاله در خصوص عوامل مؤثر بر سایش در فولادها بیشتر صحبت خواهیم کرد.
در بسیاری از کاربردهای صنعتی فولادها در تماس با یکدیگر یا سایر مواد هستند و این به معنای قرار داشتن در معرض سایش است. در این شرایط برای افزایش طول عمر قطعات می بایست از انواع خاص فولاد مقاوم در برابر سایش استفاده کرد. در غیر این صورت باید هزینه های زیادی برای تعویض پیاپی قطعات پرداخت نمود.
اما پیش از ادامه بحث مختصری در مورد مفهوم سایش و ضد سایش بودن توضیح خواهیم داد.
تصویر شماره ۱ - استفاده از ورق ضد سایش در تولید ماشین آلات صنعتی
آنچه در این مقاله مطالعه خواهید کرد:
- سایش چیست؟
- مقاومت نسبت به سایش
- عوامل مؤثر بر افزایش مقاومت به سایش
- تولید ورق ضد سایش
- مهمترین برندهای ورق ضد سایش
سایش چیست؟
سایش فرایندی ست که در آن در اثر تماس فیزیکی یک قطعه با قطعه ای دیگر به تدریج ماده از سطح آن برداشته می شود. با کم شدن مقدار ماده از سطح جسم به تدریج استحکام و شرایط کاری آن از دست می رود. سایش عاملی مخرب به شمار می رود و باید به راه های مختلف مقاومت قطعاتی که در تماس مداوم با دیگر قطعات هستند را افزایش داد.
میزان سایش فولاد به عوامل مختلفی مانند سختی، چقرمگی، ساختار میکروسکوپی و ترکیبات شیمیایی آن وابسته است. همچنین عواملی مانند دما، سرعت، خوردگی و ... نیز می تواند بر میزان سایش فولاد تاثیر داشته است. به عنوان نمونه اگر دو قطعه با سرعت بیشتری نسبت به هم حرکت کنند سرعت سایش در آن ها نیز افزایش خواهد یافت.
بیشتر مطالعه کنید: سایش فولاد و انواع آن
مقاومت نسبت به سایش
سایش هزینه های زیادی در صنعت دارد. زمانی که یک قطعه دچار سایش می شود می بایست تعویض شود و امکان استفاده از آن وجود ندارد به همین دلیل برای جلوگیری از تخریب و ناکارآمدی قطعات در اثر سایش تحقیقات زیادی صورت گرفته است. هر چند روش جامعی برای افزایش مقاومت به سایش وجود ندارد اما امروزه انواع مختلفی از ورق ها و فولادهای ضد سایش تولید و به بازار عرضه شده است که می توانند در مقابل سایش مقاومت خوبی از خود نشان دهند.
به این نوع ورق، ورق ضد سایش گفته می شود که نوعی ورق آلیاژی به شمار می آید و سختی بالایی دارد. به دلیل سختی بالا ورق های ضد سایش می توانند به خوبی در برابر سایش مقاومت کنند.
به ورق های ضد سایش در صنعت ورق هاردوکس نیز گفته می شود. ورق هاردوکس محصولی از شرکت سوئدی SSAB ست که در سال ۱۹۷۴ به عنوان اولین ورق ضد سایش به بازار عرضه شد.
تصویر شماره ۲ - شرکت SSAB تولید کننده ورق ضد سایش هاردوکس
عوامل مؤثر بر افزایش مقاومت به سایش
عملیات حرارتی
از جمله موارد بسیار مهمی که باعث ایجاد مقاومت به سایش در انواع فولاد می شود عملیات حرارتی و کوئنچینگ است. کوئنچینگ به معنای سردکردن سریع فولاد پس از عملیات ساخت است. سرعت بالای سرد شدن باعث می شود تا دانه های فولاد در کمترین ابعاد خود قرار بگیرند. پس از عملیات کوئنچینگ، عملیات تمپر نیز انجام می شود که در آن شکنندگی فولاد کم شده و چقرمگی نیز افزایش می یابد.
در خصوص کسب اطلاعات بیشتر در خصوص عملیات حرارتی و کوئنچینگ می توانید به مقالات موجود در سایت مدیران آهن مراجعه کنید.
بیشتر مطالعه کنید: عملیات حرارتی فلزات
ترکیبات شیمیایی فولاد
کربن مهمترین عنصر آلیاژی ست که در فولاد وجود دارد و تغییرات مقدار آن در ساختار فولاد تاثیرات زیادی بر ویژگی های شیمیایی و فیزیکی فولاد دارد. افزایش کربن در فولاد باعث افزایش میزان سختی و چقرمگی آن می شود اما باید به این نیز نکته نیز توجه داشت که افزایش کربن استحکام کششی فولاد را کم می کند باعث می شود ترد و شکننده شود. بنابراین میزان کربن موجود در فولاد باید در یک حد تعادل قرار داشته باشد تا هم خواص ضد سایش فولاد را افزایش دهد و هم اینکه باعث آسیب پذیری بیش از حد آن نشود.
علاوه بر کربن عناصر دیگری مانند نیکل، کروم و بور نیز برای افزایش مقاومت به سایش به فولاد اضاه می شود.
بیشتر مطالعه کنید: اثر عناصر مختلف بر فولاد
استفاده از کارسختی
به افزایش سختی و استحکام فلزات در اثر فرایند تغییر شکل سرد کارسختی یا Work Hardening گفته می شود. با اجرای تغییر شکل سرد، اعوجاج زیادی در شبکه ی کریستالی فولاد به وجود می آید و سختی فولاد افزایش داده می شود.
تولید ورق ضد سایش
تولید ورق های ضد سایش متفاوت از سایر انواع ورق ها نیست. سنگ آهن در کوره بلند ذوب شده و مواد اضافی و ناخالصی های آن حذف می شود. کربن و سایر عناصر آلیاژی مانند نیکل،کروم، منگنز و بور نیز به فولاد اضافه می شود. فولاد ذوب شده در واحد ریخته گری به صورت اسلب در می اید. در ادامه به کمک فرایند نورد، محصول نهایی که ورق ضد سایش است تولید می شود.
مهمترین برندهای ورق ضد سایش
از بین تولیدکنندگان ورق ضد سایش برخی از آنها بیش از دیگران شناخته شده هستند که در این میان به موارد زیر اشاره کرد.
- ورق ضد سایش هاردوکس
- ورق ضد سایش دورستات
- ورق ضد سایش دیلیدور
- ورق ضد سایش ولدوکس
- ورق ضد سایش راک استار