
Legure otporne na habanje su klasa materijala posebno dizajniranih da izdrže degradaciju površine i gubitak materijala uzrokovan mehaničkim habanjem. Ovo habanje može biti rezultat abrazije (struganja), erozije (udara čestica), prianjanja (čupanje i zaglavljivanje) i udara.
Njihova primarna funkcija je produžiti vijek trajanja industrijske opreme, smanjiti vrijeme zastoja i poboljšati operativnu efikasnost u zahtjevnim okruženjima.
Nauka o otpornosti na habanje
Otpornost na habanje nije jedno svojstvo materijala kao što je gustina; to je složeno ponašanje sistema. Ključ otpornosti materijala na habanje leži u njegovoj sposobnosti otpornosti na plastičnu deformaciju i lom. Ovo se prvenstveno postiže kroz:
visoka tvrdoća: Otporan na prodiranje i abraziju tvrdih čestica.
Radno kaljenje: Sposobnost da postane tvrđi i čvršći na površini kada je udaren ili pod stresom (npr. Hadfield manganski čelik).
Čvrstoća: Otporan na lomljenje, pucanje i lomljenje pod udarnim opterećenjima.
Mikrostruktura: Prisustvo tvrdih karbida (npr. hrom, volfram, vanadijum karbidi) ugrađenih u čvrstu metalnu matricu je uobičajena karakteristika.
Legure otporne na habanje se obično baziraju na crnim metalima (gvožđe i čelik) ili obojenim metalima, od kojih je svaki skrojen za specifične mehanizme habanja.
| Tip legure / baza | Ključne karakteristike | Uobičajene ocjene / primjeri | Primarne aplikacije |
| Martenzitni čelici | Visoka tvrdoća i dobra čvrstoća; postiže se termičkom obradom (kaljenje i kaljenje). | AR400, AR500, 4140, 4340 | Rudarske kašike, košuljice drobilica, noževi buldožera, habajuće ploče. |
| Austenitni mangan čelik | "Hadfield Steel". Izuzetno čvrst i izdržljiv za rad. Nakon udara, njegova površinska tvrdoća se dramatično povećava dok jezgro ostaje čvrsto. | A128 Razred C, MN13, MN18 | Ulošci čeljusne drobilice, željezničke žabe, burgije za kamenje, gusjenice. |
| Visoko hromirano bijelo liveno gvožđe | Izuzetna otpornost na habanje zbog velike količine tvrdih krom karbida. Može biti lomljiv pod udarom. | Ni-Hard, A532 | Kućišta pumpi za gnojenje, obloge mlinova, valjci za raspršivanje, oprema za sačmarenje. |
| Karbidni kompoziti | Nije monolitna legura, već kritičan materijal otporan na habanje. Čvrste čestice volfram karbida ugrađene u čvrstu metalnu matricu (poput kobalta ili nikla). | Volfram karbid-kompoziti, stelit (na bazi kobalta) | Žice za tvrdo navarivanje, habajuće ploče, alati za rezanje, burgije, sjedišta ventila. |
| Legure na bazi kobalta | Odlična otpornost na kombinaciju habanja, korozije i visokih temperatura (crvena tvrdoća). | Stelit, Haynes legure | Lopatice plinske turbine, ventili za visoke temperature, vrhovi pile, komponente motora. |
| Legure na bazi nikla | Slično legurama kobalta, nude dobru otpornost na habanje i koroziju, često se koriste tamo gdje kobalt nije prikladan. | Inconel, Colmonoy | Oprema za hemijsku obradu, vazduhoplovne komponente, preklopi za tvrdo oblaganje. |
Ove legure se ne koriste uvijek za izradu cijelih komponenti. Često se primjenjuju na isplative načine za zaštitu osnovnog materijala:
Lijevane komponente: Dio (kao kućište pumpe) je u potpunosti izliven od legure otporne na habanje.
Nosne ploče: Listovi od kaljenog čelika (npr. AR400) su pričvršćeni vijcima ili zavareni na ranjive površine.
Hardfacing / Oblaganje: Sloj legure otporne na habanje zavaren je ili natopljen na površinu jeftinijeg, čvršćeg osnovnog metala. Ovo je vrlo uobičajena i ekonomična metoda.
Termalni sprej: Premaz legure se raspršuje na površinu kako bi se stvorio sloj otporan na habanje.
Ukratko, legure otporne na habanje su raznolika i kritična porodica materijala koji čine okosnicu teške industrije. Izbor odgovarajuće legure zavisi od preciznog razumevanja mehanizma habanja (abrazija, udar, itd.), radnog okruženja (uključujući temperaturu i koroziju) i ekonomskih razmatranja.