همه چیز درباره انواع فولاد ضد سایش

فولاد ضد سایش، با افزودن عناصری مانند کروم، نیکل و مولیبدن به فولاد، مقاومت بالا در برابر سایش و خوردگی را فراهم می کند. این نوع فولاد در صنایع نفت و گاز، صنایع شیمیایی، صنعت دریایی و صنعت معدن استفاده می شود. در لوله ها، تجهیزات، سازه ها و قطعاتی که با محیط های خورنده، آب شور و مواد شیمیایی در تماس هستند، فولاد ضد سایش به عنوان ماده سازنده استفاده می شود. این فولاد همچنین مقاومت بالایی در برابر ضربه و فشارهای شدید دارد. در ادامه مطلب در خصوص ویژگی های فولادهای ضد سایش بحث شده است.

آشنایی با فولاد ضد سایش

فولادها به طور کلی دارای مقاومت خوبی در برابر سایش هستند، اما در شرایط سخت که مقدار سایش زیاد است، لازم است تا از فولادهایی که مقاومت بیشتری نسبت سایش دارند استفاده گردد. این فولادها از نظر خواص مکانیکی و شیمیایی با فولادهای معمولی یکسان نبوده و به طور خاص جهت جلوگیری از سایش طراحی و تولید شده، و به عنوان فولاد ضد سایش شناخته می شوند.

بنابراین، فولاد ضد سایش فولادی آلیاژی با سطح کربن بالا می باشد و ورق های با این جنس از طریق فرآیند نورد تولید می شود. سطح بالای کربن به همراه ترکیباتی مانند منگنز، لایه های سخت کاربید را ایجاد می کند. این لایه ها، علاوه بر افزایش استحکام محصول، مقاومت آن در برابر سایش را افزایش می دهند.

فولادهای ضد سایش دارای سطوح سختی متفاوتی هستند که عبارت است از فولاد ضد سایش رده 400، 450، 500، 550 و 600 برینل. در برخی موارد نیز بر اساس نیاز، سطوح سختی بالاتری نیز تولید می شود. لازم به ذکر است که نام گذاری فولاد ضد سایش بر اساس سطح سختی آن ها انجام می شود.

ورق های فولادی ضد سایش هم توسط شرکت های داخلی تولید شده و هم از کشورهای خارجی وارد کشور می شود. برخی از شرکت های برجسته بین المللی در تولید این ورق ها شامل شرکت ساب (Saab) در سوئد و فستالپین (Voestalpine) در اتریش است. همچنین، آلمان، چین و هند نیز از تولید کنندگان این ورق هستند. شرکت های داخلی مانند فولاد اصفهان و اکسین نیز در تولید ورق های فولادی ضد سایش فعالیت می کنند.

برخی از ویژگی های فولاد ضد سایش عبارت است از:

• عمر طولانی ناشی از وجود عناصر شیمیایی در آلیاژ آن ها و همچنین فرایند ساخت به کار گرفته شده.
• سختی بالا و مقاومت بالا در برابر سایش در شرایط سخت صنعتی.

خواص شیمیایی فولاد ضد سایش

جهت ارتقای کیفیت فولاد ضد سایش، ترکیبات آلیاژی آن باید به درستی و به اندازه مناسبی باشند. همچنین، عملیات حرارتی آن باید با دقت بسیار بالا انجام شود. این اقدامات باعث می شود تا فولاد تولید شده، ویژگی هایی از جمله مقاومت به سایش، سختی، استحکام و قابلیت شکل پذیری خوبی داشته باشد. در میان عناصر استفاده شده در ترکیب شیمیایی این فولاد، کربن بیشترین سهم را دارد. استفاده از کربن، استحکام و سختی فولاد را افزایش داده و آن را در مقابل شکست محافظت می کند.

علاوه بر کربن، عناصر آلیاژی مانند کروم، منگنز، سیلیسیم، گوگرد و… نیز به ترکیبات فولاد ضد سایش افزوده می شوند. این عناصر باعث ایجاد کاربیدهای سخت (سیمنتیت) در ریزساختارهای فولاد و افزایش مقاومت و استحکام آن می شوند. با این حال، برای به دست آوردن نتایج عملکردی بهتر، لازم است تا عملیات حرارتی با دمای مناسب و مدت زمان کافی انجام شود تا مقاومت فولاد را به خوبی در برابر سایش افزایش دهد. گرم کردن و جوشکاری فولاد ضد سایش نیز نیازمند مهارت خاصی بوده تا مقاومت فولاد کاهش نیابد.

فرایند تولید ورق های ضد سایش

ورق ضد سایش توانایی تحمل شرایط سخت را داشته و در برابر خوردگی و سایش عمر بالایی دارد. فولاد ضد سایش برای استفاده در صنایع مختلف مانند معدن، نوار نقاله و ساخت و ساز مناسب است. این نوع ورق مشابه سایر انواع فولاد از موادی مانند سنگ آهن، کربن و سایر عناصر آلیاژی ساخته می شود. در فرآیند تولید آن، سنگ آهن در یک کوره ذوب شده تا مواد زائد موجود در آن حذف شود؛ سپس کربن و سایر عناصر آلیاژی به آن اضافه می گردد.

فولادهای ضد سایش مقادیر بیشتری از کربن و عناصر آلیاژی مانند کروم و منگنز نسبت به فولادهای ساختمانی دارند. افزودن کربن در فولاد ضد سایش باعث افزایش سختی و مقاومت آن در برابر سایش می شود. اما باید توجه داشت که افزایش مقدار کربن می تواند باعث کاهش خاصیت جوش پذیری و افزایش تردی فولاد شود. بنابراین، ورق ضد سایش در شرایطی که ساییدگی و فرسایش زیادی وجود داشته باشد، استفاده می گردد. در نتیجه، استفاده از این نوع ورق در ساخت تیرها، ستون ها و پل ها محدودتر است.

علاوه بر افزودن عناصر آلیاژی، تغییراتی در ترکیب شیمیایی ورق ضد سایش اعمال می شود که به بهبود خواص مکانیکی آن کمک می کند. به عنوان مثال، افزودن کروم و منگنز به ترکیب شیمیایی این نوع ورق، اصلی ترین عامل برای افزایش مقاومت آن در برابر سایش محسوب می شود.

همچنین، عملیات حرارتی نیز به مقاومت فولاد در برابر سایش کمک می کند. در این مرحله، ساختار فولاد تغییر کرده تا خواص فولاد مورد نظر را بهبود بخشد. برای تغییر ساختار فولاد، فرآیندهایی مانند کوئنچ کردن نیز استفاده می شود. در این فرآیند، دمای ورق فولادی افزایش یافته و سپس با سرعت زیادی سرد می شود، تا ساختارهای مارتنزیت و باینیت شکل بگیرند. این ساختارها باعث افزایش استحکام و مقاومت به سایش فولاد می شوند.

انواع فولاد ضد سایش

دسته بندی ورق های ضد سایش بر اساس سختی آن ها و برحسب برینل است. افزایش گرید ورق منجر به افزایش خاصیت ضد ساییدگی آن می شود. به عنوان مثال، ورقی با گرید 500 نسبت به ورقی با گرید 400 دارای سختی بیشتری است. با این حال، باید توجه داشت که با افزایش گرید، انعطاف پذیری ورق کاهش می یابد. بنابراین، در انتخاب و خرید فولاد ضد سایش، باید به گرید ورق و کاربری مورد نظر توجه داشت.

ورق های ضد سایش از مواد پایه ای مختلف ساخته می شوند. موارد رایج شامل موارد زیر هستند:

• C 954
• QT 4140
• QT 4340
• AR 400
• AR 500

همچنین، انواع دیگری از فولاد ضد سایش وجود دارند که عبارتند از:

فولاد ضد سایش هاردوکس (Hardox)

این فولاد با سختی های 400، 450، 500، 550 و 600 تولید می شود، و به دلیل خواصی مانند ماشین کاری آسان، جوش پذیری و شکل دهی مناسب، در صنایع مختلف استفاده می گردند.

فولاد ضد سایش ولدوکس (Weldox)

این ورق با سختی 960 و 1300 به دلیل سختی و استحکام بالا و همچنین جوش پذیری مناسب، اغلب در صنایعی مانند خودروسازی استفاده می شوند.

فولاد ضد سایش دورستات (Durostat)

این ورق با سختی های مختلف از ۴۰۰ تا ۶۰۰ تولید می شود. ترکیب شیمیایی فولاد ضد سایش دورستات باعث افزایش قابلیت جوشکاری آن نسبت به سایر ورق های ضد سایش شده است؛ به طوری که در ضخامت های کمتر نیازی به پیش گرمایش قبل از عملیات جوشکاری ندارد.

فولاد ضد سایش کرسابرو (Creusabro)

این ورق نیز جوش پذیری خوبی داشته، و هنگامی که تحت فشار قرار می گیرد، مقاومت بالایی دارد. بنابراین، استفاده از این ورق در کاربردهایی که علاوه بر سایش، فشار کاری بالا وجود دارد، مناسب است.

فولاد ضد سایش دیلیدور (Dillidur)

این ورق به نسبت دارای مقاومت سایشی بیشتری بوده و بیشترین کاربرد را در معادن سنگ، صنایع فلزی و سیمان دارد.

کاربرد فولاد ضد سایش

مقاومت و استحکام بالای فولاد ضد سایش باعث شده است که این متریال در ساخت محصولاتی که نیاز به مقاومت بالا و طول عمر طولانی دارند، استفاده گردد. این فولاد معمولا در کارهای سخت و محیط هایی که با سایش و فرسایش مواجه هستند، به طور گسترده مورد استفاده قرار می گیرد. به عنوان مثال، مته های حفاری و تیغه های ماشین آلات خاک برداری که در عملیات راهداری و ساختمان سازی استفاده می شوند، از این نوع فولاد ساخته می شوند.

همچنین، برای ساخت خردکننده های سنگ در صنعت معادن از فولاد ضد سایش استفاده می شود. در صنعت راه آهن، نیز برای ساخت ریل عبور قطار و سوئیچ های راه آهن از این نوع فولاد استفاده می گردد. همچنین، سنگ شکن های دوار، مخروطی و فکی نیز از فولاد ضد سایش تولید می شوند.

با توجه به ویژگی های ذکر شده، می توان استنباط کرد که فولاد ضد سایش معمولا در صنایع معدنی، به خصوص در معادن سنگ، آسیاب ها، نوار نقاله ها، ساخت و ساز و فرآیندهایی که با سایش شدید رو به رو هستند، استفاده می شود. برخی از صنایع که از فولاد ضد سایش استفاده می کنند عبارتند از:

• صنایع معادن
• ماشین سازی
• صنعت سیمان
• ادوات کشاورزی
• لای روب ها
• صنایع نورد
• صنایع شیمیایی
• صنعت ساخت و ساز و ماشین آلات راهداری

در انتخاب نوع فولاد ضد سایش نیز عوامل متعددی وجود دارد؛ برای مثال محیط کاری مورد نظر از لحاظ قرارگیری ورق در معرض روغن، آب، رطوبت، و… در انتخاب گرید و ضخامت ورق موثر است.

مزایا و معایب فولاد ضد سایش

استفاده گسترده از فولاد ضد سایش در صنایع مختلف و حتی در صنعت ساختمان به دلیل ویژگی های منحصر به فرد آن، رواج زیادی دارد. این نوع فولاد، به دلیل انعطاف پذیری بالا، مقاومت در برابر خوردگی و زنگ زدگی، مقاومت بالا در برابر سایش و سختی بسیار بالا، برای محصولات مختلف مفید است. بنابراین این ویژگی ها باعث افزایش عمر مفید محصولات و مقاومت بالا در برابر سایش می شوند.

به طور کلی، فولاد ضد سایش دارای مزایای مهمی بوده که آن را در برابر فولادهای معمولی متمایز می کند. برخی از مزایای این نوع فولاد عبارت است از:

• مقاومت بالا در برابر سایش: فولاد ضد سایش، به دلیل ترکیبات خاصی مانند کروم، نیکل و مولیبدن، مقاومت بسیار بالایی در برابر سایش و خوردگی دارد. این ویژگی باعث می شود که ورق ها و قطعات فولادی ضد سایش در معرض محیط های خورنده و شرایط سخت صنعتی به خوبی قابل استفاده باشند.
• مقاومت در برابر خوردگی: فولاد ضد سایش دارای مقاومت بالایی در برابر خوردگی است. این مقاومت نیز به دلیل وجود عناصر ضد خوردگی مانند کروم بوده که با تشکیل لایه های مقاوم در سطح فولاد، آن را از تماس مستقیم با محیط های خورنده جدا می کند.
• عمر مفید بیشتر: به دلیل مقاومت بالا در برابر سایش و خوردگی، فولاد ضد سایش دارای عمر مفید بیشتری خواهد بود. این موضوع به معنای کاهش نیاز به تعمیرات و تعویض مکرر قطعات فولادی بوده، و در نتیجه هزینه های عملیاتی کاهش می یابد.
• تطابق با استانداردهای صنعتی: فولاد ضد سایش با استانداردهای صنعتی مربوطه سازگاری دارد. این موضوع به معنای قابلیت استفاده آن در بسیاری از صنایع و برنامه های مختلف مانند صنایع نفت و گاز، شیمیایی، دریایی و معدن است.
• مقاومت در برابر ضربه و فشار: فولاد ضد سایش علاوه بر مقاومت در برابر سایش و خوردگی، دارای مقاومت بالایی در برابر ضربه و فشارهای شدید است. این ویژگی باعث شده تا به یک انتخاب مناسب برای بسیاری از پروژه ها تبدیل شود.

به طور کلی، فولاد ضد سایش به دلیل مزایای فوق، در صنایعی که نیاز به مقاومت بالا در برابر سایش و خوردگی دارند، بسیار مورد استفاده قرار می گیرد.

قیمت فولاد ضد سایش

با توجه به اینکه فولاد ضد سایش در گریدهای مختلف و با ترکیبات شیمیایی متنوع وجود دارد، لازم است تا قبل از خرید ورق هایی با این جنس، از مطابقت نوع ورق ضد سایش با کاربری مورد نظر مطمئن شد. این اقدام علاوه بر انتخاب صحیح ورق، به صرفه جویی در هزینه خرید نیز کمک می کند. برای مشاوره و دریافت قیمت روز فولاد ضد سایش می توانید با کارشناسان پردیس فولاد تماس بگیرید.

جمع بندی

فولاد ضد سایش، نوعی فولاد آلیاژی بوده که شامل ترکیباتی مانند کربن، مولیبدن، منگنز، نیکل، کروم و سیلیکون است، که باعث افزایش مقاومت در برابر سایش و خوردگی می شود. همچنین، میزان کربن در این نوع فولادها بیشتر از سایر فولادها بوده که باعث افزایش استحکام و سختی آن ها می شود. فولاد ضد سایش بر اساس سختی طبقه بندی می گردد و گریدهای معمول آن بین 400 تا 600 قرار دارند. با توجه به ترکیبات موجود در این نوع فولادها، می توان آن ها را به هاردوکس، ولدوکس، دورستات، کرسابرو و دیلدور تقسیم بندی کرد.

کاربردهای ورق های با این جنس شامل صنایع معادن، ماشین سازی، صنعت سیمان و نورد فولاد است. قیمت فولاد ضد سایش بر اساس ترکیبات موجود و گریدهای مختلف تعیین می شود. برای دریافت قیمت روز و در یافت مشاوره در خصوص انواع فولاد ضد سایش می توانید با کارشناسان پردیس فولاد تماس بگیرید. (تیرآهن هاش)

سوالات متداول