Paslanmaz Çeliklerin Aşınma ve Yapışma Direnci

Yapıştırıcı aşınması (galling), birbirine göre hareket eden iki metal yüzey arasında ve malzemenin kendi aralarında aktarılmasına izin vermek için yeterli yük altında meydana gelir. Bu katı fazlı bir kaynak işlemidir. Bağıl hareket sırasında yük, metalin yüzey pürüzlerini örten koruyucu oksit tabakasını bozmaya ve metalin metale temasına izin vermeye yeterli olmalıdır. Yüksek stres ve zayıf yağlama koşulları altında, daha geniş bir yüzey alanında daha güçlü bağlar oluşabilir. Büyük parçalar veya yüzey çıkıntıları oluşabilir ve sonuç, yüzeylerin gevşemesidir. Şiddetli gevşeme, metal bileşenlerin tutukluğuna neden olabilir.

Oldukça sünek olan veya işlenmede düşük sertleşme oranlarına sahip malzemeler, gevşemeye meyillidir. Östenitik paslanmaz çelikler, belirli koşullar altında sertleşme eğilimi gösterir.
 

Aşınma ve gevşemeyi etkileyen faktörler tasarım, yağlama, çevre ve çelik özellikleriyle ilgilidir.

Paslanmaz çeliklerin aşınması sorunuyla ilgili malzeme özellikleri şunları içerir:

• Çeliğin tasarım toleransları ve yüzey kalitesi
• Çeliğin yüzey özellikleri (sertlik) ve yapısı
• Uygulanan yük
• Temas alanı ve hareket derecesi.

Önerilen Makale: Çelik sac malzemeler ve uygulamaları hakkında detaylı bilgi almak için çelik dilme levha sayfamızı ziyaret etmenizi tavsiye ederiz.

Tasarım toleransları yeterli açıklık sağlamalıdır. Kayar bileşenler üzerindeki temas yükü minimumda tutulmalı ve temas alanı maksimize edilmelidir. Bu durumda, yağlama önemli bir rol oynar ve tasarım, göreceli hareket halinde bileşenlere yeterli yağlamanın etkili bir şekilde iletilmesini sağlamalıdır.

Yüksek derecede cilalı (<0,25 µm Ra) veya çok pürüzlü (> 1,5 µm Ra) yüzeyler aşınma ve gevşeme eğilimini artırdığından, bileşenlerin yüzey kaplaması önemlidir. Pürüzsüz yüzeyler daha fazla temasa neden olur. Pürüzsüz yüzey üzerindeki küçük "çukurlar" ve "pürüzler", yağlayıcının yüzeyler arasında yerinde tutulamayacağı ve yerinden çıkan malzemenin aşınma ile sonuçlanan yüzeylerle yakın temas halinde tutulduğu anlamına gelir. Pürüzlü yüzeyler, şiddetli yırtılmayı ve gevşemeyi teşvik eden pürüzlerin birbirine geçmesine neden olur.

Bu uç noktalar arasındaki yüzey kaplamaları bu nedenle tercih edilir.

Malzemenin sertliği ve mikroyapısı, yapışkan aşınması ve gevşemesinde önemli bir rol oynar. Yüksek sertlik (işle sertleştirme ile elde edilir) östenitik paslanmaz çelik ve stabil bir oksit film, gevşemeye karşı direnç sağlayabilir. Yüzey sertleştirme işlemleri de aynı etkiye sahip olabilir.

Mikroyapı, iki veya daha fazla fazın (ferritli ostenit veya martensitli ostenit) olduğu durumlarda yapışkan aşınmasını ve soğuk kaynağı da azaltabilir. Çelik yapının içinde karbürler, nitrürler, sülfürler vb. Gibi "parçacık" dağılımları varsa, benzer bir etki ortaya çıkabilir. 1.4305 (303) ve 1.4005 (416) gibi kalitelerde işlenebilirliği iyileştirmek için yapılan kükürt gibi eklemeler çeliğin davranışını etkileyebilir. Oluşan inklüzyonlar (esas olarak manganez açısından zengin sülfitler), kayan temas halinde katı yağlayıcılar olarak işlev görür ve bu nedenle bu çelikler, türetildikleri işlem görmemiş 1.4301 (304) ve 1.4021 (420) kalitelerine göre daha iyi aşınma direnci sergiler.

Östenitik paslanmaz çeliklerin aksine, sertleştirilebilir martensitik paslanmaz çelikler, 53 HRc'yi (Rockwell "C") aşabilen kablo demetleri nedeniyle gevşemeye karşı daha iyi dirence sahiptir.

Östenitik ve çökelme sertleşen paslanmaz çelikler, düşük esneme direnci sergiler. AISI kitapçığı, yağlanmamış eşik gevşeme gerilimi açısından çeşitli paslanmaz çelik kombinasyonlarının sürtünme direncini gösterir. Bu veriler, daha yumuşak östenitik paslanmaz çeliklerin daha sert martensitik kalitelerle veya manganez / nitrojen "Nitronic" 32 ve 60 dereceleri ile kombinasyonlarının, sertleşme ve tutukluk riskini azaltmaya yardımcı olması gerektiğini göstermektedir.

Corus (İngiliz Çelik) Teknoloji Merkezi'nde yapılan çalışmada, işle sertleştirilmiş A4-80 ve A2-80 kalitelerindeki östenitik bağlantı elemanlarının kombinasyonlarının, "70" özellik sınıfı malzemelerin birlikte kombinasyonlarından daha az yakalanma eğilimi gösterdiği gösterilmiştir. veya diğer "80" sınıf bileşenlerle. Bu özellik sınıflarının özellikleri BSENISO 3506'da gösterilmektedir. Bu, daha sert martensitik kalitelerin korozyon direncinin önerilen servis koşulları ile tutarlı olması koşuluyla, bağlantı elemanları için malzeme seçiminde dikkate alınabilir.
 

Kayganlaştırma ve tutukluğu önlemek için genellikle paslanmaz çelik bağlantı elemanlarına yağlama uygulanır. Bu, servis koşullarına bağlı olarak, yağların ve greslerin uygulanmasından termoset veya PTFE kaplamalar gibi katı yağlama sistemlerine kadar çeşitli şekillerde olabilir.

Corus (British Steel) Technology Centre'de yürütülen çalışma, PTFE'nin greslere kıyasla en iyi aşınma dirençli sistemi sağladığını göstermektedir. Ayrıca bu sistemin, kaplamaların "yerinde" değil "atölye" koşullarında uygulanabilmesi ve gres kullanımına kıyasla kontaminasyon alma riskini azaltması gibi ek bir avantaja sahip olduğu da önerilmektedir.

Bu da, bağlantı sisteminin optimum korozyon direncinin korunmasına yardımcı olacaktır.

Kaplama 

Nitrürleme veya krom kaplama ile paslanmaz çeliklerin yüzey özelliklerini değiştirerek hem aşınma hem de sürtünme direncinde iyileştirmeler elde edilebilir.

Nitrasyon

Östenitik paslanmaz çelikler nitrürleme işlemlerine iyi yanıt vermez ve bu nedenle nitrürleme kapsamı sınırlıdır. Martensitik ve çökeltmeyle sertleşen paslanmaz tiplerinde, özellikle çeliğin "substrat" çekirdeği güçlendirilebildiği için daha iyi sonuçlar elde edilebilir. Bu, eşleşen bileşenlere yükler uygulandığında sertleştirilmiş yüzey katmanının desteklenmesine yardımcı olur. Krom nitritler oluştuğunda yüzeyde kromun tükenmesi nedeniyle korozyon direnci azaltılabileceğinden, nitrürleme kapsamında o zaman bile sınırlamalar vardır. Ek olarak, nitrürleme sıcaklığı, çelik tane sınırlarında karbürlerin çökelmesine neden olabileceğinden, taneler arası korozyon riski olabilir.

Sert krom birikintileri esas olarak aşınma / sürtünme direncini geliştirmeyi amaçlar ve genellikle doğrudan alt tabakaya uygulanır. Sert krom elektroliz kaplamaların kalınlığı 0,003 ila 0,5 mm arasında değişirken, dekoratif kaplamalar nadiren 0,003 mm'yi geçer. Elektroteknik çökelmiş krom, kaplamanın sertliğini azaltma eğiliminde olan ve çatlamaya / dökülmeye yol açabilen yüksek sıcaklık veya yüksek basınç uygulamaları için önerilmez.