قطعات سایشی معدن: ورق AR در برابر فولاد منگنزی هادفیلد

دو سازوکار سایش

قطعات سایشی بر اثر سایش لغزشی/سنگ‌زنی (خراشیدن سنگ معدن روی یک سطح) یا بر اثر سایش ضربه‌ای (برخورد و خردشدن سنگ به آن) از کار می‌افتند. دو خانواده فولاد غالب هر یک یک مشکل را خوب حل می‌کنند.

ورق AR / NM: از ابتدا سخت

ورق مقاوم به سایش (NM360–NM550 در سیستم GB، AR400–AR500 و معادل‌ها در جاهای دیگر) فولاد کم‌آلیاژی است که تا سختی حجمی تقریباً 360–550 HBW کوئنچ شده و آماده برش، جوش و پیچ‌شدن تحویل داده می‌شود. پیش‌فرض برای موارد زیر است:

• پوسته‌های باکت بیل مکانیکی و ورق‌های پشتیبان لبه برش
• کف کامیون، آسترهای شوت و هاپر
• ورق‌های سایشی نوار نقاله و نقاط انتقال

عمر سایش برای کار لغزشی به‌طور کلی با سختی مقیاس می‌شود، اما نیازهای ساخت نیز چنین می‌شود: گریدهای بالاتر به روش‌های کنترل‌شده برش، سوراخ‌کاری و جوش نیاز دارند، و شعاع‌های شکل‌دهی با سختی و ضخامت بزرگ می‌شوند.

هادفیلد Mn13: نرم تا زمانی که ضربه بخورد

فولاد هادفیلد (Mn13, GX120Mn12، ~11–14% Mn، ~1.0–1.4% C) آستنیتی است و به‌صورت آنیل انحلالی در فقط ~200 HB تحویل داده می‌شود — ظاهراً نرم. تحت ضربه یا تنش فشاری بالا سطح آن تا 500 HB و بالاتر کارسخت می‌شود در حالی که مغز شکل‌پذیر باقی می‌ماند. در جایی که ضربه‌ها سنگین هستند غالب است:

• فک‌های سنگ‌شکن، منتل‌ها، کانکیوها و قطعات آسیاب چکشی
• سوزن‌ها و تقاطع‌های راه‌آهن
• آسترهای کابین شات‌بلاست

این منطق در هر دو جهت کار می‌کند: بدون ضربه، Mn13 هرگز سخت نمی‌شود و تحت لغزش خالص به‌سرعت ساییده می‌شود. نصب آن روی آسترهای شوت کم‌ضربه کاربرد نادرست کلاسیک است.

انتخاب

کار	انتخاب
سنگ معدن لغزشی، ضربه متوسط، آسترها/باکت‌های ساخته‌شده	ورق AR / NM
خردایش، ضربه سنگین مکرر، شکل‌های ریختگی	هادفیلد Mn13
ضربه وجود دارد اما قطعه یک سازه ورقی جوشی است	ورق AR، ضخامت سنگین‌تر، یا ورق سخت‌پوشانی‌شده

نکات ساخت نیز متفاوت است: ورق AR از حرارت ورودی بیش از حد در جوشکاری بیزار است؛ هادفیلد باید خنک نگه داشته شود (با گرمایش طولانی در دامنه چند صد °C ترد می‌شود) و با مواد مصرفی آستنیتی جوش داده می‌شود. روکش‌های سخت‌پوشانی هر دو را تکمیل می‌کنند و یک پوست قربانی بسیار سخت در جایی که سایش متمرکز می‌شود اضافه می‌کنند.

انتخاب در داخل خانواده AR

سختی بالاتر به‌طور خودکار بهتر نیست. ورق رده NM360/AR400 بهترین ترکیب جوش‌پذیری، شکل‌پذیری و چقرمگی را می‌دهد، و پیش‌فرض منطقی برای باکت‌ها و آسترهایی است که ضربه سنگ سقوط‌کرده را نیز می‌بینند. گریدهای رده 500 عمر سایش لغزشی را تقریباً به حداکثر می‌رسانند اما کمتر بخشنده هستند: حداقل شعاع‌های خم بزرگ‌تر هستند، چقرمگی دمای پایین برای سرویس در اقلیم سرد باید بررسی شود، و ضربه نقطه‌ای شدید می‌تواند آن‌ها را ترک دهد نه اینکه فرورفته کند. مشخص‌کردن ورق بر اساس گرید سختی + ضخامت + نیاز ضربه (معادن زمستانی ورق آزمون‌شده شارپی سفارش می‌دهند) از خطای رایج در نظر گرفتن AR500 به‌عنوان یک ارتقای مستقیم نسبت به AR400 جلوگیری می‌کند.

سخت‌پوشانی به‌عنوان گزینه سوم

برای هر دو خانواده، ورق روکش جوشی (سخت‌پوشانی) — یک پایه نرم یا AR با یک لایه کاربید کروم یا کاربید کمپلکس — در سایش لغزشی شدید در جایی که هیچ‌یک از فولادهای پایه کافی نیستند به کار می‌رود، به بهای نداشتن شکل‌پذیری و یک سطح ترک‌خورده مشخص. این یک ماده آستری است، نه سازه‌ای، و معمولاً روی یک سازه نگهدارنده پیچ یا با جوش پلاگ نصب می‌شود.