
آلیاژهای مقاوم در برابر سایش دسته ای از مواد هستند که به طور خاص برای مقاومت در برابر تخریب سطح و از دست دادن مواد ناشی از سایش مکانیکی مهندسی شده اند. این سایش می تواند در اثر ساییدگی (خراشیدن)، فرسایش (ضربه ذرات)، چسبندگی (گال زدن و گرفتگی) و ضربه ایجاد شود.
وظیفه اصلی آنها افزایش طول عمر تجهیزات صنعتی، کاهش زمان از کار افتادگی و بهبود کارایی عملیاتی در محیط های سخت است.
علم مقاومت در برابر سایش
مقاومت در برابر سایش یک خاصیت ماده واحد مانند چگالی نیست. این یک رفتار سیستم پیچیده است. کلید مقاومت در برابر سایش یک ماده در توانایی آن در مقاومت در برابر تغییر شکل پلاستیک و شکستگی نهفته است. این در درجه اول از طریق:
سختی بالا: در برابر نفوذ و سایش ذرات سخت مقاومت می کند.
سخت کاری: توانایی سختتر شدن و سختتر شدن سطح در هنگام ضربه یا فشار (مثلاً فولاد منگنز هادفیلد).
سختی: در برابر ضربه، ترک خوردگی و ساییدگی مقاوم است.
ریزساختار: وجود کاربیدهای سخت (به عنوان مثال، کروم، تنگستن، کاربیدهای وانادیوم) که در یک ماتریس فلزی سخت تعبیه شده اند یک ویژگی مشترک است.
آلیاژهای مقاوم در برابر سایش معمولاً بر پایه فلزات آهنی (آهن و فولاد) یا فلزات غیرآهنی هستند که هر کدام برای مکانیزم های سایش خاص طراحی شده اند.
| نوع آلیاژ / پایه | ویژگی های کلیدی | نمرات / نمونه های رایج | برنامه های کاربردی اولیه |
| فولادهای مارتنزیتی | سختی بالا و استحکام خوب؛ از طریق عملیات حرارتی (کوئنچ و تمپرینگ) به دست می آید. | AR400، AR500، 4140، 4340 | سطل های معدن، آسترهای سنگ شکن، تیغه های بولدوزر، صفحات سایش. |
| فولاد منگنز آستنیتی | "فولاد هادفیلد". بسیار سخت و کار سخت. در اثر ضربه، سختی سطح آن به طور چشمگیری افزایش می یابد در حالی که هسته سخت باقی می ماند. | A128 درجه C، MN13، MN18 | آسترهای سنگ شکن فکی، قورباغه های راه آهن، مته سنگ، مسیرهای خزنده. |
| چدن سفید با کروم بالا | مقاومت سایشی استثنایی به دلیل حجم بالای کاربیدهای کروم سخت. می تواند در اثر ضربه شکننده باشد. | Ni-Hard, A532 | روکش پمپ دوغاب، آستر آسیاب، رول های پودر کننده، تجهیزات شات بلاست. |
| کامپوزیت های کاربید | نه یک آلیاژ یکپارچه، بلکه یک ماده حیاتی مقاوم در برابر سایش. ذرات سخت کاربید تنگستن در یک ماتریس فلزی سخت (مانند کبالت یا نیکل) تعبیه شده است. | کامپوزیت کاربید تنگستن، استلیت (بر پایه کبالت) | سیم های سخت، صفحات سایش، ابزارهای برش، مته ها، نشیمنگاه های شیر. |
| آلیاژهای مبتنی بر کبالت | مقاومت عالی در برابر ترکیبی از سایش، خوردگی و دماهای بالا (قرمز-سختی). | استلیت، آلیاژهای هاینز | پره های توربین گاز، سوپاپ های با دمای بالا، نوک اره، اجزای موتور. |
| آلیاژهای مبتنی بر نیکل | مشابه آلیاژهای کبالت، مقاومت خوبی در برابر سایش و خوردگی دارد که اغلب در جاهایی که کبالت مناسب نیست استفاده می شود. | اینکونل، کولمونوی | تجهیزات پردازش شیمیایی، اجزای هوافضا، پوشش های سخت. |
این آلیاژها همیشه برای ساخت اجزای کامل استفاده نمی شوند. آنها اغلب به روش های مقرون به صرفه برای محافظت از مواد پایه استفاده می شوند:
اجزای بازیگری: این قطعه (مانند پوشش پمپ) کاملاً از آلیاژ مقاوم در برابر سایش ریخته گری شده است.
بشقاب بپوشید: ورق های فولادی سخت شده (به عنوان مثال AR400) روی سطوح آسیب پذیر پیچ یا جوش داده می شوند.
هاردفینگ / روکش فلزی: لایهای از آلیاژ مقاوم در برابر سایش بر روی سطح فلز پایه ارزانتر و سختتر جوش داده میشود یا ذوب میشود. این یک روش بسیار رایج و اقتصادی است.
اسپری حرارتی: پوششی از آلیاژ بر روی سطح اسپری می شود تا یک لایه مقاوم در برابر سایش ایجاد شود.
به طور خلاصه، آلیاژهای مقاوم در برابر سایش یک خانواده متنوع و حیاتی از مواد هستند که ستون فقرات صنایع سنگین را تشکیل می دهند. انتخاب آلیاژ مناسب به درک دقیق مکانیسم سایش (سایش، ضربه و غیره)، محیط عملیاتی (شامل دما و خوردگی)، و ملاحظات اقتصادی بستگی دارد.