وبلاگ

سایش فولاد | هر آنچه باید بدانید

سایش فولاد از جمله پدیده هایی ست که بی توجهی به آن می تواند خسارات مالی و جانی به همراه داشته باشد. هنگامی که دو یا چند ماده با هم در تماس هستند ممکن است بخشی از جرم یکی یا هر دو ماده برداشته شود که در این صورت سایش رخ می دهد. سایش انواع مختلفی دارد و به شکل های گوناگون نیز می تواند ایجاد شود. یک نوع رایج آن سایش خراشان است که در اثر تماس یک جسم سخت با یک جسم نرم رخ می دهد. نمونه ای از این سایش را هنگام استفاده از کاغذ سمباده مشاهده کرده اید. مقدار این سایش به سختی دو ماده ای که با هم در تماس هستند بستگی دارد. فولادها نیز که امروزه به طور گسترده در صنعت مورد استفاده قرار میگرند بسیار در معرض سایش قرار دارند به همین دلیل گریدهایی از فولاد ساخته شده است که مقاومت بالاتری در برابر سایش دارند و از آن ها برای ساخت قطعات در معرض سایش استفاده می شود. این فولادها عموما از سختی بالایی برخوردارند و مقدار عناصر آلیاژی نیز به منظور افزایش استحکام و جلوگیری از شکنندگی و ترک برداشتن در آن ها استفاده شده است.
سایش فولاد

مقاومت در برابر سایش و فولاد

در موارد بسیاری زیادی در صنعت قطعاتی که از فلز ساخته شده اند با هم در تماس مداوم هستند و روی یکدیگر حرکت می کنند. همچنین ممکن است یک قطعه در معرض ضربه و برخورد با سایر مواد باشد. مثلا می توان به بیل های مکانیکی یا تجهیزات حفاری معدن اشاره کرد. یک مورد دیگر نیز چرخ دنده ها هستند که دائما با یکدیگر درگیر می باشند. در این موارد احتمال وقوع پدیده ای به نام سایش بسیار زیاد است.

سایش چیست؟

سایش به پدیده ای گفته می شود که در آن سطوح فلزی نسبت به یکدیگر حرکت می کنند و به دلیل خراشیدگی سطوح روی یکدیگر فلز به مرور جرم خود را از دست می دهد و فرسوده می شود. اما فلز مقاوم به سایش فلزی ست که این پدیده در آن به سختی رخ می دهد و می تواند به خوبی در این شرایط به کار برده شود بدون آنکه نگرانی از خراشیدگی یا کم شدن ماده سطح آن وجود داشته باشد.

در بسیاری از کاربردهای صنعتی توجه به سایش و استفاده از فلزات یا فولاد مقاوم به سایش مساله ای بسیار ضروری ست.

فولادهای مقاوم به سایش عموما از مقاومت بالایی در برابر اصطکاک سایش، جوش پذیری و شکل پذیری خوب و همچنین ماشینکاری قابل قبول برخوردارند. به عنوان یک نقطه ضعف نیز می توان به مقاومت کم آن ها در برابر خوردگی اشاره کرد که کاربرد آن ها در محیط های خورنده و تهاجمی را محدود می کند.

تا

سایش یک پدیده ی بسیار آشناست که در زندگی روزمره خود نیز با آن سر و کار داریم. تاکنون تحقیقات بسیار زیادی روی این پدیده صورت گرفته است. تحقیقی در سال ۱۸۰۳ انجام گرفت که به بررسی نرمی سکه های طلا و حساسیت آن ها در برابر اصطکاک پرداخت. در سال ۱۸۳۳ نیز یک آزمایش ساده نشان داده که فلزات سخت اصطکاک کمتری دارند و به همین دلیل کمتر در معرض سایش قرار دارند. همان مطالعه بیان شد که فولاد دارای ظرفیت قابل توجهی برای سخت شدن است. در آن روزها به خوبی مشخص شده بود که سایش یک ویژگی ذاتی ماده نیست چرا که ممکن بود فولاد در تماس با یک ماده زودتر دچار سایش شود و در تماس با ماده ای دیگر این پدیده دیرتر رخ دهد. به همین دلیل سایش بسیار به محیطی که در آن رخ می دهد وابسته است.

سایش را می توان به سه دسته ی کلی تقسیم بندی کرد:

  • سایش خراشان (Abrasive Wear)

هنگامی که جسمی سخت بر روی جسمی نرم کشیده می شود جسم سخت می تواند بر جسم نرم سایش ایجاد کند. مانند وقتی که با سمباده روی یک قطعه می کشیم. بسته به سختی موادی که روی هم کشیده می شوند این سایش می تواند ضعیف یا شدید باشد.

  • سایش چسبنده (Adhesive Wear)

هنگامی که دو ماده روی هم قرار می گیرند  زبری های سطح آن ها می تواند در هم فرو رود و یک اتصال میکروسکوپی را به وجود آورد. این اتصال مانند جوش خوردن دو قطعه به یکدیگر است. زمانی که دو اجسام حرکت می کنند این اتصال های میکروسکوپی پاره می شوند و بخشی از جرم یک قطعه ممکن است با قطعه دیگر کنده شود.

  • و سایر اشکال سایش مانند خستگی، خوردگی، فرسودگی و فرسایش

فاکتورهای مؤثر بر سایش در فولاد

سایش فولاد

فولادها به دلیل راحتی تولید، قیمت مناسب و در دسترس بودن و امکان کنترل ویژگی های مکانیکی از مواد بسیار پرکاربرد در صنعت هستند. اما در مواردی که فولاد در معرض سایش و تماس با سایر مواد قرار دارد نمی توان از تمام گریدهای آن استفاده کرد بلکه باید فولاد مورد استفاده باید بتواند به خوبی در برابر سایش از خود مقاومت نشان دهد. همین مساله باعث شد تا امروزه گریدهایی از فولاد ساخته شوند که مقاومت بالایی در برابر سایش دارند و به آن ها فولادهای ضد سایش گفته شود.

فاکتورهایی که بر مقاومت به سایش فولادها تاثیر گذار است.

۴ فاکتور شناسایی شده است که اثر قابل توجهی بر مقاومت سایشی فولاد دارد. این عوامل عبارتند از:

  • عملیات حرارتی
  • عناصر آلیاژی
  • مقدار کربن موجود در فلواد
  • اثر کاربیدهای اولیه و ثانویه

فولادهای مقاوم به سایش

برای ایجاد مقاومت در برابر سایش می توان فولاد را با اضافه کردن عناصر آلیاژی سخت کرد. فولاد مقاوم به سایش عموما از مقدار کربن بالاتری برخوردار و برخی عناصر آلیاژی دیگر مانند منگنز، کروم، نیکل، وانادیوم و بود نیز در ساختار آن یافت می شود.

این عنصار آلیاژی نه تنها سختی بلکه شکل پذیری فولاد را نیز بهبود می بخشند همچنین بر مقاومت در برابر خوردگی فولاد نیز تاثیر مثبت دارند. با این وجود این مساله دلیل اصلی اضافه کردن این عناصر به فولادهای ضد سایش نیست.

هنگام تولید گریدهای فولادی بسیار سخت، سایر خواص مواد نیز باید در نظر گرفته شود. باید به این نکته توجه داشت که همزمان با افزایش سختی در فولادها آن شکننده تر می شوند و این آن ها را مستعد شکستن یا ترک خوردن می کند. اما اضافه کردن عناصر الیاژی می تواند از این موارد ناخواسته جلوگیری کند.

فولاد مقاوم به سایش را می توان به راحتی خم و ماشین کاری کرد. همچنی جوشکاری این فولادها با رعایت نکات احتیاطی امکان‌پذیر است.

نمونه هایی از گریدهای فولاد مقاوم به سایش

سایش فولاد

  • فولاد هاردوکس
  • فولاد کر سابرو
  • فولاد دیلیدور فولاد برینار
  • فولاد کوآرد

فولادهای ضد سایش معمولا با نام های تجاری سازنده ی آن ها مشخص می شود و در برخی موارد برای نشان دادن میزان سختی آن ها در مقیاس برینل از اعدادی مانند ۴۰۰، ۴۵۰ یا ۵۰۰ نیز استفاده می شود.

استفاده از فولادهای مقاوم به سایش

کاربرد فولادهای مقاوم به سایش روشن است. از این نوع فولاد در مواردی استفاده می شود که سایش می تواند یک پدیده ی مخرب باشد و در عملکرد قطعات و تجهیزات خلل ایجاد کند. اگر قطعاتی که دائما با هم درگیر و در معرض سایش هستند از متریال اشتباه ساخته شوند خطرات و خسارات زیادی می تواند به دنبال داشته باشد. خطر ترک خوردن، شکستگی مواد، فرسوده شدن و نیاز به تعویض پیش از موعد و … از جمله مخاطرات احتمالی سایش هستند.

از فولادهای ضد سایش در موارد زیر استفاده می شود:

  • ساخت آسیاب، غلتک و خرد کن ها
  • سیستم های انتقال و چرخ دنده ها
  • بدنه ی تجهیزات و ماشین آلات معدنی و حمل و نقل
  • تیغه ها و بازوهای مکانیکی
  • شفت ها
  • و …
مطالب مرتبط

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

سبد خرید
سلام، ما از کوکی ها برای بهبود تجربه کاربری شما و ذخیره اطلاعات کاربری شما در وبسایت استفاده میکنیم، با استفاده ما از کوکی ها موافقت میکنید؟