
Износоустойчивите сплави са клас материали, специално проектирани да издържат на разрушаване на повърхността и загуба на материал, причинени от механично износване. Това износване може да е резултат от абразия (остъргване), ерозия (удар от частици), адхезия (надраскване и задръстване) и удар.
Тяхната основна функция е да удължат експлоатационния живот на промишленото оборудване, да намалят времето на престой и да подобрят оперативната ефективност в взискателни среди.
Науката за устойчивостта на износване
Устойчивостта на износване не е едно свойство на материала като плътността; това е сложно поведение на системата. Ключът към износоустойчивостта на материала се крие в способността му да издържа на пластична деформация и счупване. Това се постига основно чрез:
Висока твърдост: Устойчив на проникване и абразия от твърди частици.
Работно втвърдяване: Способността да стане по-твърда и по-твърда на повърхността при удар или напрежение (напр. манганова стомана на Hadfield).
Издръжливост: Устойчив на начупване, напукване и разцепване при ударни натоварвания.
Микроструктура: Наличието на твърди карбиди (напр. хром, волфрам, ванадиев карбид), вградени в здрава метална матрица, е обща характеристика.
Износоустойчивите сплави обикновено се основават на черни метали (желязо и стомана) или цветни метали, всеки от които е пригоден за специфични механизми на износване.
| Тип сплав / Основа | Ключови характеристики | Общи оценки / Примери | Основни приложения |
| Мартензитни стомани | Висока твърдост и добра здравина; постигнато чрез топлинна обработка (закаляване и темпериране). | AR400, AR500, 4140, 4340 | Минни кофи, обшивки на трошачки, булдозерни ножове, износващи се плочи. |
| Аустенитна манганова стомана | "Хадфийлд Стийл". Изключително здрав и издръжлив на работа. При удар твърдостта на повърхността му се увеличава драстично, докато сърцевината остава здрава. | A128 Клас C, MN13, MN18 | Облицовки на челюстни трошачки, железопътни жаби, свредла за камъни, вериги. |
| Бял чугун с високо съдържание на хром | Изключителна устойчивост на абразия поради високото съдържание на твърди хромни карбиди. Може да бъде крехък при удар. | Ni-Hard, A532 | Корпуси на помпи за суспензия, облицовки на мелници, ролки за пулверизатор, оборудване за бластиране. |
| Карбидни композити | Не е монолитна сплав, а изключително устойчив на износване материал. Твърди частици от волфрамов карбид, вградени в здрава метална матрица (като кобалт или никел). | Волфрамов карбид-композит, стелит (на базата на кобалт) | Наварителни телове, износващи се плочи, режещи инструменти, свредла, легла на клапани. |
| Сплави на основата на кобалт | Отлична устойчивост на комбинация от износване, корозия и високи температури (червена твърдост). | Стелит, сплави на Хейнс | Лопатки на газови турбини, високотемпературни клапани, накрайници за триони, компоненти на двигатели. |
| Сплави на основата на никел | Подобни на кобалтовите сплави, предлагащи добра устойчивост на износване и корозия, често използвани там, където кобалтът не е подходящ. | Инконел, Колмоной | Оборудване за химическа обработка, аерокосмически компоненти, покрития за наваряване. |
Тези сплави не винаги се използват за направата на цели компоненти. Те често се прилагат по рентабилни начини за защита на основен материал:
Компоненти на актьорския състав: Частта (като корпус на помпа) е изцяло излята от износоустойчива сплав.
Плочи за износване: Листове от закалена стомана (напр. AR400) са завинтени или заварени върху уязвими повърхности.
Наваряване / облицовка: Слой от устойчива на износване сплав е заварен или стопен върху повърхността на по-евтин, по-здрав основен метал. Това е много разпространен и икономичен метод.
Термален спрей: Покритие от сплавта се напръсква върху повърхността, за да се създаде слой, устойчив на износване.
В обобщение, износоустойчивите сплави са разнообразна и критична група от материали, които формират гръбнака на тежката промишленост. Изборът на подходяща сплав зависи от точното разбиране на механизма на износване (абразия, удар и т.н.), работната среда (включително температура и корозия) и икономически съображения.