
Kulumiskindlad sulamid on materjalide klass, mis on spetsiaalselt konstrueeritud vastu pidama mehaanilisest kulumisest põhjustatud pinna lagunemisele ja materjalikadudele. See kulumine võib tuleneda hõõrdumisest (kraapimine), erosioonist (osakeste löök), adhesioonist (lõpetamine ja kinnikiilumine) ja löökidest.
Nende peamine ülesanne on pikendada tööstusseadmete kasutusiga, vähendada seisakuid ja parandada töö efektiivsust nõudlikes keskkondades.
Kulumiskindluse teadus
Kulumiskindlus ei ole üksik materjali omadus, nagu tihedus; see on keeruline süsteemi käitumine. Materjali kulumiskindluse võti seisneb selle võimes seista vastu plastilisele deformatsioonile ja purunemisele. See saavutatakse peamiselt järgmistel viisidel:
Kõrge kõvadus: Takistab kõvade osakeste läbitungimist ja hõõrdumist.
Töö karastamine: Võime muutuda löögi või pinge korral pinda kõvemaks ja sitkemaks (nt Hadfieldi mangaanteras).
Tugevus: Takistab lõhenemist, pragunemist ja lõhenemist löögikoormuse all.
Mikrostruktuur: Tugevasse metallmaatriksisse põimitud kõvad karbiidid (nt kroom, volfram, vanaadiumkarbiidid) on tavaline omadus.
Kulumiskindlad sulamid põhinevad tavaliselt mustmetallidel (raud ja teras) või värvilistel metallidel, millest igaüks on kohandatud konkreetsete kulumismehhanismide jaoks.
| Sulami tüüp / alus | Põhiomadused | Üldised hinded / näited | Peamised rakendused |
| Martensiitsed terased | Kõrge kõvadus ja hea tugevus; saavutatakse kuumtöötlemise teel (karastamine ja karastamine). | AR400, AR500, 4140, 4340 | Kaevanduskopad, purusti vooderdised, buldooseri labad, kulumisplaadid. |
| Austeniit mangaanteras | "Hadfieldi teras". Äärmiselt sitke ja töömahukas. Löögi korral suureneb selle pinna kõvadus järsult, samal ajal kui südamik jääb sitkeks. | A128 klass C, MN13, MN18 | Lõuapurusti vooderdised, raudtee konnad, kivipuurid, roomikroomikud. |
| Kõrge kroomisisaldusega valge malm | Erakordne kulumiskindlus tänu suurele hulgale kõva kroomkarbiididele. Löögi all võib olla rabe. | Ni-Hard, A532 | Lägapumba korpused, veski vooderdised, pulverisaatori rullid, haavelpuhastusseadmed. |
| Karbiidi komposiidid | Mitte monoliitne sulam, vaid kriitiline kulumiskindel materjal. Tugevasse metallmaatriksisse (nagu koobalt või nikkel) põimitud kõvad volframkarbiidi osakesed. | Volframkarbiidkomposiidid, stellite (koobaltipõhine) | Kõvakattega juhtmed, kulumisplaadid, lõikeriistad, puuriterad, klapipesad. |
| Koobaltipõhised sulamid | Suurepärane vastupidavus kulumisele, korrosioonile ja kõrgetele temperatuuridele (punane kõvadus). | Stellite, Haynesi sulamid | Gaasiturbiini labad, kõrge temperatuuriga klapid, saeotsad, mootori komponendid. |
| Niklipõhised sulamid | Sarnaselt koobaltisulamitele, pakkudes head kulumis- ja korrosioonikindlust, kasutatakse sageli seal, kus koobalt ei sobi. | Inconel, Colmonoy | Keemilise töötlemise seadmed, kosmosetööstuse komponendid, kõvakattega katted. |
Neid sulameid ei kasutata alati tervete komponentide valmistamiseks. Neid kasutatakse sageli kuluefektiivsetel viisidel alusmaterjali kaitsmiseks:
Valatud komponendid: Osa (nagu pumba korpus) on täielikult valatud kulumiskindlast sulamist.
Kandke plaate: Karastatud terasest lehed (nt AR400) kinnitatakse poltidega või keevitatakse haavatavatele pindadele.
Kõvakate / vooderdus: Kulumiskindla sulami kiht keevitatakse või sulatatakse odavama, sitkema mitteväärismetalli pinnale. See on väga levinud ja ökonoomne meetod.
Termiline pihusti: Kulumiskindla kihi moodustamiseks pihustatakse pinnale sulami kate.
Kokkuvõtlikult võib öelda, et kulumiskindlad sulamid on mitmekesine ja kriitiline materjalide perekond, mis moodustavad rasketööstuse selgroo. Sobiva sulami valik sõltub kulumismehhanismi (hõõrdumine, löök jne), töökeskkonna (sh temperatuur ja korrosioon) ja majanduslikest kaalutlustest täpsest arusaamisest.