Wie man die richtige Dicke von abnutzungsbeständigem Stahl auswählt

Die Auswahl einer geeigneten Dicke eines verschleißfestes Stahlblech ist dringend erforderlich, da sie die Leistung, die Preise und die Haltbarkeit des Projekts bestimmt. Die richtige Dicke wird angewendet, um sicherzustellen, dass der Grad an Abrieb-, Schlag- und Ermüdungsfestigkeit bei Bergbaumaschinen, Baumaschinen und Umschlagmaschinen sowie bei industriellen Bodenbelägen erhöht wird. Wie dieser Leitfaden zeigt, gibt es bestimmte Hauptfaktoren, die bei der Entscheidungsfindung unter Berücksichtigung der ingenieurtechnischen Grundsätze und der praktischen Anforderungen zu berücksichtigen sind.

Verständnis von verschleißfestem Stahl

Verschleißfester Stahl (auch als AR-Stahl oder abrasionsbeständiger Stahl bezeichnet) ist ein hochkohlenstoffhaltiger legierter Stahl , das verwendet wird, weil es dem extremen Verschleiß einer Oberfläche durch Reibung oder Schaben oder durch hohe Stöße standhalten muss. Einer der wichtigsten Faktoren, der seine Beständigkeit gegenüber dem Materialabrieb belegt, ist möglicherweise seine Festigkeit, die üblicherweise nach Brinell (HB) gemessen wird. Die Härte ist nicht das einzige erforderliche Merkmal; sie muss in Kombination mit der erforderlichen Blechdicke berücksichtigt werden. Die Härte des Blechs wird mit der Dickenfestigkeit kombiniert, um die Struktur und Festigkeit des Blechs für die Erfüllung einer bestimmten Anzahl von Anwendungen sicherzustellen.

Faktoren zur Bestimmung der Dickeauswahl

Definition des Verschleißmechanismus: Welche Art und Schweregrad des Verschleißes liegt vor?

Reiner Abrieb / Gleitverschleiß: Hier werden Bleche mit extrem hoher Härte – der höchsten Härte (z. B. 500 HB) – eingesetzt, um den Abrieb zu vermeiden.

Stoßverschleiß: Dieser tritt auf, wenn harte und scharfe Materialien gegen die Oberfläche oder das grobe Material schlagen. Daraus folgt, dass das Material dick genug sein muss, um nicht auszuweichen, zu verformen oder an den Enden am unteren Rand der gehärteten Oberfläche zu rissigen.

Kombinierter Stoß- und Abrasionsverschleiß: Dies ist die häufigste und zugleich schwierigste Verschleißart. In diesem Fall ist die Dicke ein entscheidender Faktor, da sie in der Lage sein muss, die Stoßenergie aufzunehmen und gleichzeitig eine langzeitbeständige abrasionsfeste Oberfläche aufzuweisen.

Last und Stoßenergie: Hierbei handelt es sich um die berechnete kinetische Energie der kollidierenden Materialien (Masse, Geschwindigkeit, Fallhöhe). Hohe Lasten und zunehmende Stoßbelastungen erfordern hochwertigere Platten, damit diese nicht durchstoßen oder plastisch weich werden. Berechnungen von Konstrukteuren mittels Formeln oder branchenüblicher Standards beeinflussen typischerweise die erforderliche Energie sowie die Mindestmaterialdicke und Zähigkeit.

Hardware- und Anwendungsdesign:

Teileoptik: z. B. Auskleidung, Eimerwand, Laufnut oder andere Struktur? Auskleidungen können abnehmbar sein; es kann vorkommen, dass sie aus dünneren Materialien gefertigt werden, während die tragenden Elemente schwer sein müssen, um Lasten aufnehmen zu können.

Die Tragstruktur: Diese wird durch die Dicke sowie den Abstand der Stützelemente (Träger, Rippen) bestimmt und entscheidet über das Maß der Biegebeanspruchung, der die Blechtafel ausgesetzt ist. Um eine Tragplatte aus einer Tragplatte und einer Verlängerung der Spannweiten der Stützen zu entwerfen – um eine Durchbiegung der Tragplatte zu vermeiden – kann eine feinere Tragplatte verwendet werden.

Nutzungsdauer: Erforderliche Nutzungsdauer – anzugeben ist die Lebensdauer, die vor Inbetriebnahme gefordert wird. Die Blechtafel wird in der Regel mit einer hohen Gewährleistung versehen, die eine lange Einsatzdauer sicherstellt und dadurch Ausfallzeiten sowie Kosten für den Austausch von Mitarbeitern reduziert.

Fertigung: Die Fertigung erfolgt niemals zusammen mit einer Änderung der Beschilderung. Montage: Bei der Montage kommt es zu keiner Änderung der Beschilderung.

Schweißen und Schneiden: Dickbleche unterliegen einem komplexeren Schweißverfahren (Vorwärmung, spezielle Elektroden), wodurch Wasserstoff eingeschlossen wird, der insbesondere in der Wärmeeinflusszone (HAZ) zu Rissbildung an den Bauteilen führen kann. Berücksichtigen Sie die Lagerkapazität bzw. die Kapazität des Auftragnehmers.

Einschränkungen durch die Schwerkraft: Die Bleche sind sehr dicht und damit äußerst schwer. Dies wirkt sich negativ auf die Nutzlast und die Kraftstoffeffizienz mobiler Geräte aus (z. B. Lastkraftwagen oder Bagger). Die optimale Blechdicke stellt einen Kompromiss zwischen Einsatzgewicht und Nutzungsdauer dar.

Umformbarkeit: Hartere und dickere Stähle sind weniger umformbar; falls ein Bauteil gebogen oder geformt werden muss, kann dies unter Umständen eine besondere Behandlung erfordern.

Ein praktischer, schrittweiser Ansatz

Untersuchung der Betriebsumgebung: Dokumentieren Sie die Art der Einsatzmaterialien, Größe, Form, Härte und Bewegung (Gleiten, freier Fall, Rollen). Kosten-Nutzen-Analyse (Total Cost of Ownership): Bei dem Kauf eines Stahlblech ist es wichtig, den Anschaffungspreis zu berücksichtigen und eine umfassende Analyse unter Verwendung der Total Cost of Ownership durchzuführen. Der Grund hierfür ist, dass ein schwereres oder hochwertigeres Stahlblech zwar kurzfristig vergleichsweise teuer ist, sich die höheren Anfangskosten jedoch langfristig durch erhebliche Einsparungen amortisieren können. Diese Einsparungen ergeben sich aus geringerem Zeitaufwand für Produktionsabfälle, niedrigeren Kosten für Ersatzteile sowie weniger Arbeitsstunden für Wartung und nachträgliche Installationen. Die anfängliche Auswahl eines hochwertigeren Stahlblechs stellt daher eine kluge Entscheidung dar und führt wahrscheinlich zu einer hohen Rendite über die gesamte Lebensdauer des Produkts.

Fazit: Präzision bei der Auswahl gewährleistet Wert

Die Frage der Dicke verschleißfester Stähle liegt nicht in der Auswahl des dicksten verfügbaren Typs verschleißfesten Stahls – denn der dickste verschleißfeste Stahl ist nicht automatisch der beste –, sondern vielmehr in der gezielten Materialauswahl entsprechend den Anforderungen des jeweiligen Einsatzes sowie den technischen Eigenschaften. Es handelt sich hierbei um eine sinnvolle und zugleich komplexe Aufgabe, die sowohl ökonomische Aspekte, Werkstoffwissenschaft als auch angewandtes Ingenieurwesen vereint. Für Projekte, bei denen hochleistungsfähiger und verschleißfester Stahl mit hoher Zuverlässigkeit erforderlich ist, empfiehlt sich die Zusammenarbeit mit einem professionellen Lieferanten. Runhai Steel verfügt über umfangreiche Lagerbestände an Stahlprodukten mit verschleißfesten Qualitäten und kann diese an Kunden aus den Branchen Chemie, Pharmazie, Energieerzeugung und Bauwesen liefern. Bei der Festlegung von Spezifikationen gewährleisten wir Ihnen durch technische Unterstützung – basierend auf unserem kundenspezifischen und lagerwirtschaftlichen Managementsystem – den richtigen Zugang zu den benötigten Materialien. Unser Geschäft ist es, Ihnen genau das Material zur Verfügung zu stellen, das Ihren geschäftlichen Anforderungen optimal entspricht: wertvoll, langlebig und präzise auf Ihre Bedürfnisse zugeschnitten.