همه چیز درباره فولاد ضد سایش (مقاوم به سایش)
نوع ورق آلیاژی که فولاد ضد سایش از آن تهیه می‌شود دارای درصد بالایی از کربن است که همین موضوع باعث مقاومت و استحکام بالای این نوع فولاد می‌شود. همانطور که می‌دانید قطعات فولادی در مجاورت یکدیگر به مرور زمان خوردگی و سایش پیدا میکنند و این موضوع می‌تواند استحکام و عمر مفید قطعات آلومینیومی را کاهش دهد.
با توجه به موارد ذکر شده بهتر است برای افزایش استحکام و دوام فولاد از نوع ضد سایش آن استفاده کنید، در این صورت هزینه‌های اضافی برای تعمیر یا تعویض قطعات فولادی نیز متحمل نخواهید شد. در ادامه اطلاعات مختصر و مفیدی درباره ویژگی، ترکیبات و کاربرد فولاد ضد سایش مطرح خواهیم کرد، همراه ما باشید.
بررسی فولادهای مقاوم به سایش
فولاد مقاوم به سایش همانطور که از نام آن مشخص است سختی و دوام بسیار بالایی در برابر سایش دارد، این نوع فولاد با نام فولاد آستنیتی منگنزدار نیز شناخته می‌شود. در واقع این نوع فولاد علاوه‌بر کربن (حدود 1.2 درصد) در ترکیبات خود منگنز (حدود 11 درصد) نیز دارد.
البته عناصر آلیاچی دیگری مثل کروم، نیکل، مولیبدن و... نیز در ترکیبات فولاد ضدسایش به کاربرده می‌شود. رابرد هادفیلد مخترع فولاد مقاوم به سایش است و در سال 1882 موفق به اختراع این نوع فولاد شد. با توصیفات ذکر شده مشخص می‌شود که سختی فولاد مقاوم به سایش بسیار بیشتر از فولاد معمولی است و سختی آن به‌صورت زیر بیان می‌شود.
- سختی فولاد ضد سایش مابین 55 الی 65 راکول سی (HRC) است.
- در مقابل سختی فولاد معمولی مابین 25 الی 35 راکول سی (HRC) برآورد می‌شود.
ویژگی‌ها و مشخصات فنی فولاد ضد سایش
حال که با ماهیت کلی فولاد ضد سایش آشنایی پیدا کردید، بهتر است درباه ویژگی‌ها و مشخصات این نوع فولاد نیز اطلاعاتی کسب کنید. در ادامه تعدادی از ویژگی‌های فولاد مقاوم به سایش را معرفی خواهیم کرد، از جمله:
- استحکام زیاد: به علت وجود آلیاژ عناصری مثل منگنز، نیکل، کروم و... در ساختار فولاد ضد سایش استحکام این نوع فولاد بسیار بالا بوده و مقاومت زیادی در برابر ضربه و سایش دارد.
- کیفیت و ماندگاری بالا: به علت وجود درصد کربن بالا در فولاد مقاوم به سایش و همچنین تولید این محصول در حالت نورد سرد سختی، کیفیت و ماندگاری بسیار زیادی دارد.
- خاصیت شکل پذیری: از دیگر ویژگی‌های مثبت این نوع فولا بالابودن خاصیت شکل پذیری و همچنین قابلیت جوشکاری این نوع ورق است.
- سختی بالا: بارزترین مشخصه فولاد ضد سایش سختی بالای آن است که باعث مقاومت زیاد این نوع فولاد در برابر خوردگی و سایش می‌شود.
- صرفه اقتصادی: شاید در ظاهر قیمت این نوع فولاد از فولاد معمولی بیشتر باشد، اما به علت کیفیت و استحکام بالایی که دارد، از هزینه‌های جانبی ناشی از خوردگی و سایش جلوگیری می‌کند.
همچنین فولاد مقاوم به سایش در برابر هوا نیز مقاومت زیادی دارد و به راحتی در اثر اصطکاک، خوردگی و... دچار سایش نمی‌شود، در حالت کلی مقاومت بسیار بالایی در مقابل سایش دارد.
انواع گرید فولاد ضد سایش
فولاد ضد سایش فقط با یک حالت تولید نمی‌شود و گریدهای متفاوتی دارد. در واقع با ایجاد تغییراتی در میزان کربن و موارد دیگر مثل منگنز سختی این نوع فولاد نیز تغییر می‌کند. در مواردی که میزان کربن بالا باشد مقاومت و سختی فولاد نیز بالاتر می‌رود. انواع گرید فولاد ضد سایش موارد زیر هستند:
- گرید A2: این گرید متشکل از 11 درصد منگنز و 1.2 درصد کربن است.
- گرید A3: این گرید متشکل از 12 درصد منگنز و 1.2 درصد کربن است.
- گرید A4: این گرید متشکل از 13 درصد منگنز و 1.2 درصد کربن است.
- گرید D2: این گرید متشکل از 11 درصد منگنز و 1.5 درصد کربن است.
فرآیند تولید فولاد ضد سایش
مراحل تولید فولاد ضد سایش تا حدودی شبیه به تولید فولاد معمولی است با این تفاوت که ترکیب میزان مواد در این دو نوع فولاد فرق دارد. در واقع ابتدا سنگ آهن در کوره مخصوص ذوب شده و مواد اضافی آن جداسازی شده و از بین می‌رود. سپس زمانی‌که سنگ آهن به حالت ذوب شده دربیاید عناصر آلیاژی و کربن به آن اضافه می‌شود. در ترکیب فولاد مقاوم به سایش میزان کربن اضافه شده بیشتر خواهد بود و عناصر آلیاژی دیگری مثل کروم و منگنز نیز به ترکیبات آن افزوده می‌شود.
در این مرحله نوبت به اضافه کردن موادی است که مانع از اکسیداسیون فولاد می‌شوند، بعد از ترکیب مواد مورد نیاز فولاد ضد سایش به قسمت عملیات حرارتی روانه می‌شود و سپس عملیات برش انجام می‌گیرد.
ترکیبات شیمیایی فولاد مقاوم ضد سایش
برای اینکه فولاد ضد سایش تولید شده کیفیت و مرغوبیت بالایی داشته باشد، نیاز است که ترکیبات آن به درستی و به اندازه باشد، همچنین عملیات حرارت‌دهی و شیمیایی آن با دقت بسیار بالایی انجام شود. به‌طوری که فولاد تولید شده تمام ویژگی‌های فولاد مقاوم به سایش مثل سختی، استحکام، شکل پذیری و... را دارا باشد.
در میان آلیاژ‌هایی که باعث سختی و مقاومت فولاد در برابر سایش می‌شوند، کربن کاربرد بیشتری دارد و از تغییر شکل مومسان محصولات فولادی هنگام برش پیشگیری می‌کند و باعث ایجاد ریزساختارهای بیشتر در زمان گرم یا سرد شدن فولاد می‌شود.
علاوه‌بر کربن، عناصر آلیاژی مثل کروم، منگنز، سیلیسیم، گوگرد و... نیز به ترکیبات فولاد مقاوم به سایش اضافه می‌شود که در افزایش ریز ساختارهای فولاد و مقاومت آن تاثیرگذار هستند، اما برای به دست آوردن نتیجه عالی باید عملیات حرارت‌دهی نیز با دقت انجام شود تا مقاومت فولاد در برابر سایش افزایش یابد. گرم کردن یا جوشکاری فولاد ضد سایش نیز با مهارت خاصی انجام می‌شود تا دمای بالا باعث اثر بازپخت نشود و مقاومت فولاد کاهش نیابد.
انواع فولاد ضد سایش
فولاد ضد سایش در انواع مختلف و برای مصارف متفاوت تولید می‌شود. در واقع گرید و میزان ترکیبات متفاوت انواع فولاد مقاوم به سایش باعث می‌شود که هر کدام برای استفاده در صنایع مختلفی مثل معدن، لایروب، ساخت سیمان، کشاورزی، خودروسازی، عمران و ... مناسب باشند. از جمله انواع مختلف فولاد ضد سایش موارد زیر هستند:
- ورق ضد سایش هاردوکس
- ورق ضد سایش ولدوکس (Weldox)
- ورق ضد سایش دورستات(Durostat)
- ورق ضد سایش کرسابرو (creusabro)
- ورق ضد سایش دیلیدور(Dillidur)
- ورق ضد سایش راک استار (Rockstar)
کاربرد فولاد مقاوم به سایش
کیفیت بالا و مقاومت زیاد فولاد مقاوم به سایش باعث شده است که این نوع فولاد کاربردهای مختلف و زیادی داشته باشد، اما به عنوان مهم‌ترین موارد کاربرد این نوع فولاد می‌توان موارد زیر را برشمرد:
- خودروسازی
- تولید ابزار برش
- ساختمان سازی
- تهیه و تولید ماشن‌آلات صنعتی
- تولید سیمان
- برای تولید نوار نقاله
- ساخت و تولید ماشین‌های سنگین جاده سازی مثل لودر و جرثقیل
- دستگاه‌های خردکننده سنگ
- در تهیه و تولید دستگاه‌ها و تجهیزات مروبط به حفاری و استخراج معادن مثل سنگ شکن
- و...
با فولاد ضد سایش چه محصولاتی تولید می‌شود؟
مقاومت بالا و استحکام زیاد فولاد ضد سایش باعث شده است که این نوع فولاد در ساخت محصولاتی که استفاده طولانی مدت دارند و برای کارهای سخت طراحی شده‌اند، مورد استفاده قرار گیرد. مواردی مثل تیغه‌های فرورونده در خاک که در کارهای خاک‌برداری از آن استفاده می‌شود. همچنین برای تولید خردکننده‌های سنگ که بیشتر در استخراج معادن و برخی حفاری‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرند.
مورد دیگری که در ساخت آن از فولاد ضد سایش بهره گرفته می‌شود، قورباغه‌ها، مسیرهای عبور و سوئیچ‌های به کار برده شده در خطوط راه آهن است. سنگ شکن‌های دوار، مخروطی و فکی نیز از دیگر محصولاتی هستند که در ساخت آنها فولاد ضد سایش به کار برده شده اشت.
مزایا و معایب بهره گیری از فولاد ضد سایش
فولاد ضد سایش یکی از محصولات پرکاربرد در صنایع مختلف است و حتی در ساختمان‌سازی نیز کاربرد فراوانی دارد؛ زیرا خاصیت شکل پذیری بالایی دارد، در برابر هوا مقاوم است، مقاومت بالایی در برابر ساییدگی دارد و دارای سختی بسیار بالایی است. همه این موارد از مزایای فولاد ضد سایش هستند که با بهره‌گیری از آن در صنایع مختلف عمر مفید آن محصول بسیار بیشتر می‌شود و مقاومت بالایی نیز در برابر سایش خواهد داشت.
شاید قیمت بالای فولاد ضد سایش نسبت به فولاد معمولی برخی افراد را برای استفاده از این محصول دچار تردید کند، اما باید توجه داشته باشید که شما با یک بار هزینه برای فولاد ضد سایش از هزینه‌های اضافی ناشی از تعمیر یا تعویض فولاد معمولی جلوگیری خواهید کرد و در واقع خرید فولاد مقاوم به سایش برایتان صرفه اقتصادی خواهد داشت.
