
סגסוגות עמידות בפני שחיקה הן מחלקה של חומרים שהונדסו במיוחד כדי לעמוד בהידרדרות פני השטח ואובדן חומרים הנגרמים מבלאי מכני. בלאי זה יכול לנבוע משחיקה (גירוד), שחיקה (השפעה על ידי חלקיקים), הידבקות (הידבקות והתפיסה) ומפגיעה.
תפקידם העיקרי הוא להאריך את חיי השירות של ציוד תעשייתי, להפחית את זמן ההשבתה ולשפר את היעילות התפעולית בסביבות תובעניות.
המדע של התנגדות ללבוש
עמידות בפני שחיקה אינה תכונה חומרית אחת כמו צפיפות; זו התנהגות מערכת מורכבת. המפתח לעמידות הבלאי של החומר טמון ביכולתו לעמוד בפני עיוות ושבר פלסטיים. זה מושג בעיקר באמצעות:
קשיות גבוהה: עמיד בפני חדירה ושחיקה על ידי חלקיקים קשים.
הקשחת עבודה: היכולת להפוך לקשה וקשוחה יותר על פני השטח בעת פגיעה או לחץ (למשל פלדת מנגן הדפילד).
קשיחות: עמיד בפני סתתים, סדקים והתפצלות תחת עומסי פגיעה.
מבנה מיקרו: נוכחותם של קרבידים קשים (למשל, כרום, טונגסטן, קרבידים ונדיום) המוטבעים במטריצה מתכתית קשיחה היא תכונה נפוצה.
סגסוגות עמידות בפני שחיקה מבוססות בדרך כלל על מתכות ברזליות (ברזל ופלדה) או מתכות לא ברזליות, כל אחת מותאמת למנגנוני בלאי ספציפיים.
| סוג סגסוגת / בסיס | מאפיינים מרכזיים | ציונים נפוצים / דוגמאות | יישומים ראשיים |
| פלדות מרטנסיביות | קשיות גבוהה וחוזק טוב; מושגת באמצעות טיפול בחום (המרווה והזגה). | AR400, AR500, 4140, 4340 | דלי כרייה, ספינות מגרסה, להבי דחפור, צלחות ללבוש. |
| פלדת מנגן אוסטינית | "הדפילד סטיל". קשוחה במיוחד ומפרגנת לעבודה. עם פגיעה, קשיות פני השטח שלו גדלה באופן דרמטי בעוד הליבה נשארת קשיחה. | A128 דרגה C, MN13, MN18 | ספינות מגרסה לסתות, צפרדעי רכבת, מקדחי סלעים, פסי זחל. |
| ברזל יצוק לבן עתיר כרום | עמידות בפני שחיקה יוצאת דופן עקב נפח גבוה של כרום קרבידים קשים. יכול להיות שביר תחת השפעה. | Ni-Hard, A532 | תרמילים למשאבה, ספינות טחנת, גלילי פיסק, ציוד פיצוץ. |
| חומרי קרביד | לא סגסוגת מונוליטית, אלא חומר עמיד בפני שחיקה קריטי. חלקיקי טונגסטן קרביד קשיחים המשובצים במטריצת מתכת קשיחה (כמו קובלט או ניקל). | טונגסטן קרביד מרוכבים, סטליט (על בסיס קובלט) | חוטים קשיחים, לוחות בלאי, כלי חיתוך, מקדחים, מושבי שסתומים. |
| סגסוגות על בסיס קובלט | עמידות מצוינת לשילוב של בלאי, קורוזיה וטמפרטורות גבוהות (קשיות אדומה). | סטליט, סגסוגות היינס | להבי טורבינת גז, שסתומים בטמפרטורה גבוהה, קצות מסור, רכיבי מנוע. |
| סגסוגות על בסיס ניקל | דומה לסגסוגות קובלט, המציעות עמידות בפני שחיקה ועמידות בפני קורוזיה, משמשות לעתים קרובות כאשר קובלט אינו מתאים. | אינקונל, קולמונוי | ציוד לעיבוד כימי, רכיבי תעופה וחלל, שכבות-על. |
סגסוגות אלה לא תמיד משמשות לייצור רכיבים שלמים. הם מיושמים לעתים קרובות בדרכים חסכוניות כדי להגן על חומר בסיס:
רכיבי יצוק: החלק (כמו מעטפת משאבה) יצוק כולו מהסגסוגת העמידה בפני שחיקה.
ללבוש צלחות: יריעות פלדה מוקשות (למשל, AR400) מוברגות או מרותכות על משטחים פגיעים.
חיפוי קשיח: שכבה של סגסוגת עמידה בפני שחיקה מרותכת או מותכת על פני השטח של מתכת בסיס זולה וקשוחה יותר. זוהי שיטה מאוד נפוצה וחסכונית.
תרסיס תרמי: ציפוי של הסגסוגת מרוסס על פני השטח ליצירת שכבה עמידה בפני שחיקה.
לסיכום, סגסוגות עמידות בפני שחיקה הן משפחה מגוונת וקריטית של חומרים המהווים את עמוד השדרה של התעשייה הכבדה. בחירת הסגסוגת המתאימה תלויה בהבנה מדויקת של מנגנון הבלאי (שחיקה, פגיעה וכו'), סביבת הפעולה (כולל טמפרטורה וקורוזיה) ושיקולים כלכליים.