
Legure otporne na habanje su klasa materijala posebno izrađenih da izdrže degradaciju površine i gubitak materijala uzrokovan mehaničkim trošenjem. Ovo trošenje može biti posljedica abrazije (struganja), erozije (udara čestica), prianjanja (nagrizanja i zapinjanja) i udarca.
Njihova primarna funkcija je produžiti životni vijek industrijske opreme, smanjiti vrijeme zastoja i poboljšati radnu učinkovitost u zahtjevnim okruženjima.
Znanost o otpornosti na habanje
Otpornost na habanje nije jedno svojstvo materijala poput gustoće; to je složeno ponašanje sustava. Ključ otpornosti materijala na trošenje leži u njegovoj sposobnosti otpornosti na plastičnu deformaciju i lom. To se prvenstveno postiže kroz:
Visoka tvrdoća: Otporan na prodiranje i habanje tvrdih čestica.
Radno otvrdnjavanje: Sposobnost da postane tvrđi i čvršći na površini kada se udari ili napregne (npr. Hadfieldov manganski čelik).
Žilavost: Otporan je na lomljenje, pucanje i pucanje pod udarnim opterećenjima.
Mikrostruktura: Prisutnost tvrdih karbida (npr. krom, volfram, vanadij karbidi) ugrađenih u čvrstu metalnu matricu uobičajena je značajka.
Legure otporne na habanje obično se temelje na željeznim metalima (željezo i čelik) ili obojenim metalima, a svaki je prilagođen za specifične mehanizme trošenja.
| Vrsta legure / baza | Ključne karakteristike | Uobičajene ocjene / primjeri | Primarne aplikacije |
| Martenzitni čelici | Visoka tvrdoća i dobra čvrstoća; postiže se toplinskom obradom (kaljenje i kaljenje). | AR400, AR500, 4140, 4340 | Rudarske žlice, košuljice drobilice, oštrice buldožera, habajuće ploče. |
| Austenitni manganski čelik | "Hadfield Steel". Izuzetno čvrst i otporan na rad. Nakon udara, njegova površinska tvrdoća dramatično se povećava dok jezgra ostaje žilava. | A128 Razred C, MN13, MN18 | Obloge za čeljusne drobilice, željezničke poluge, svrdla za kamen, gusjenice. |
| Bijelo lijevano željezo s visokim sadržajem kroma | Iznimna otpornost na habanje zahvaljujući velikom volumenu tvrdih krom karbida. Može biti lomljivo pod udarcem. | Ni-Hard, A532 | Kućišta pumpi za mulj, obloge mlina, valjci za raspršivanje, oprema za pjeskarenje. |
| Karbidni kompoziti | Nije monolitna legura, već kritičan materijal otporan na habanje. Tvrde čestice volfram karbida ugrađene u čvrstu metalnu matricu (poput kobalta ili nikla). | Volfram karbid-kompoziti, stelit (na bazi kobalta) | Žice za navarivanje, habajuće ploče, alati za rezanje, svrdla, sjedišta ventila. |
| Legure na bazi kobalta | Izvrsna otpornost na kombinaciju habanja, korozije i visokih temperatura (crvena tvrdoća). | Stelit, Haynesove legure | Lopatice plinske turbine, visokotemperaturni ventili, vrhovi pile, komponente motora. |
| Legure na bazi nikla | Slično legurama kobalta, nudi dobru otpornost na habanje i koroziju, često se koristi tamo gdje kobalt nije prikladan. | Inconel, Colmonoy | Oprema za kemijsku obradu, zrakoplovne komponente, slojevi za tvrdo navarivanje. |
Ove se legure ne koriste uvijek za izradu cijelih komponenti. Često se primjenjuju na isplative načine za zaštitu osnovnog materijala:
Cast komponente: Dio (poput kućišta pumpe) u potpunosti je izliven od legure otporne na habanje.
Potrošne ploče: Listovi od kaljenog čelika (npr. AR400) pričvršćeni su vijcima ili zavareni na osjetljive površine.
Tvrdo navarivanje / oblaganje: Sloj legure otporne na habanje zavaren je ili spojen na površinu jeftinijeg, čvršćeg osnovnog metala. Ovo je vrlo uobičajena i ekonomična metoda.
Termalni sprej: Premaz legure raspršuje se na površinu kako bi se stvorio sloj otporan na habanje.
Ukratko, legure otporne na habanje raznolika su i kritična obitelj materijala koji čine okosnicu teške industrije. Odabir odgovarajuće legure ovisi o preciznom razumijevanju mehanizma trošenja (abrazija, udar, itd.), radnoj okolini (uključujući temperaturu i koroziju) i ekonomskim razmatranjima.