
Els aliatges resistents al desgast són una classe de materials dissenyats específicament per suportar la degradació superficial i la pèrdua de material causada pel desgast mecànic. Aquest desgast pot ser el resultat de l'abrasió (raspallament), l'erosió (impacte de partícules), l'adhesió (agarre i enganxament) i l'impacte.
La seva funció principal és allargar la vida útil dels equips industrials, reduir el temps d'inactivitat i millorar l'eficiència operativa en entorns exigents.
La ciència de la resistència al desgast
La resistència al desgast no és una propietat única del material com la densitat; és un comportament del sistema complex. La clau de la resistència al desgast d'un material rau en la seva capacitat de resistir la deformació plàstica i la fractura. Això s'aconsegueix principalment mitjançant:
Alta duresa: Resisteix la penetració i l'abrasió de partícules dures.
Enduriment per treball: La capacitat de tornar-se més dura i resistent a la superfície quan s'impacta o tensa (per exemple, l'acer al manganès Hadfield).
Duresa: Resisteix a l'esquerdes, esquerdes i trencaments sota càrregues d'impacte.
Microestructura: La presència de carburs durs (per exemple, crom, tungstè, carburs de vanadi) incrustats en una matriu metàl·lica resistent és una característica comuna.
Els aliatges resistents al desgast es basen normalment en metalls ferrosos (ferro i acer) o metalls no fèrrics, cadascun adaptat per a mecanismes de desgast específics.
| Tipus / Base d'aliatge | Característiques clau | Graus comuns / Exemples | Aplicacions primàries |
| Acers martensítics | Alta duresa i bona resistència; s'aconsegueix mitjançant tractament tèrmic (templat i tremp). | AR400, AR500, 4140, 4340 | Cubs de mineria, revestiments de triturador, fulles de bulldozer, plaques de desgast. |
| Acer austenític al manganès | "Hadfield Steel". Extremadament dur i dur a la feina. Amb l'impacte, la seva duresa superficial augmenta dràsticament mentre que el nucli es manté resistent. | A128 Grau C, MN13, MN18 | Revestiments de trituradora de mandíbules, granotes de ferrocarril, broques de roca, vies d'oruga. |
| Ferro colat blanc d'alt crom | Resistència a l'abrasió excepcional a causa d'un gran volum de carburs de crom dur. Pot ser fràgil sota l'impacte. | Ni-Hard, A532 | Carcassa de bombes de purins, revestiments de molins, rotlles de polverització, equips de granallat. |
| Composites de carbur | No és un aliatge monolític, sinó un material resistent al desgast. Partícules dures de carbur de tungstè incrustades en una matriu metàl·lica resistent (com el cobalt o el níquel). | Composites de carbur de tungstè, estelit (a base de cobalt) | Filferros de revestiment dur, plaques de desgast, eines de tall, broques, seients de vàlvules. |
| Aliatges a base de cobalt | Excel·lent resistència a una combinació de desgast, corrosió i altes temperatures (duresa vermella). | Estel·lit, aliatges de Haynes | Pales de turbina de gas, vàlvules d'alta temperatura, puntes de serra, components del motor. |
| Aliatges a base de níquel | Similar als aliatges de cobalt, que ofereixen una bona resistència al desgast i a la corrosió, sovint s'utilitza quan el cobalt no és adequat. | Inconel, Colmonoy | Equips de processament químic, components aeroespacials, superposicions de revestiment dur. |
Aquests aliatges no sempre s'utilitzen per fer components sencers. Sovint s'apliquen de maneres rendibles per protegir un material base:
Components de fosa: La peça (com la carcassa d'una bomba) està totalment fosa amb un aliatge resistent al desgast.
Plaques de desgast: Les làmines d'acer endurit (per exemple, AR400) es cargolen o es solden a superfícies vulnerables.
Revestiment dur / revestiment: Una capa d'aliatge resistent al desgast es solda o es fon a la superfície d'un metall base més barat i més dur. Aquest és un mètode molt comú i econòmic.
Spray tèrmic: Un recobriment de l'aliatge es ruixa a la superfície per crear una capa resistent al desgast.
En resum, els aliatges resistents al desgast són una família diversa i crítica de materials que formen la columna vertebral de la indústria pesada. La selecció de l'aliatge adequat depèn d'una comprensió precisa del mecanisme de desgast (abrasió, impacte, etc.), de l'entorn operatiu (inclosa la temperatura i la corrosió) i de consideracions econòmiques.