
Nodilumizturīgie sakausējumi ir materiālu klase, kas īpaši izstrādāta, lai izturētu virsmas degradāciju un materiāla zudumus, ko izraisa mehānisks nodilums. Šo nodilumu var izraisīt nobrāzums (skrāpēšana), erozija (daļiņu trieciens), saķere (saķeršanās un saķeršanās) un trieciens.
To galvenā funkcija ir pagarināt rūpniecisko iekārtu kalpošanas laiku, samazināt dīkstāves laiku un uzlabot darbības efektivitāti prasīgās vidēs.
Nodilumizturības zinātne
Nodilumizturība nav viena materiāla īpašība, piemēram, blīvums; tā ir sarežģīta sistēmas uzvedība. Materiāla nodilumizturības atslēga ir tā spēja izturēt plastisko deformāciju un lūzumu. Tas galvenokārt tiek panākts, izmantojot:
Augsta cietība: Iztur cietu daļiņu iekļūšanu un noberšanos.
Darba sacietēšana: Spēja kļūt cietākai un stingrākai virsmai, kad tā tiek pakļauta triecienam vai spriedzei (piemēram, Hadfīlda mangāna tērauds).
Stingrība: Iztur šķelšanos, plaisāšanu un plaisāšanu trieciena slodžu ietekmē.
Mikrostruktūra: Cietu karbīdu (piem., hroma, volframa, vanādija karbīdu) klātbūtne izturīgā metāla matricā ir izplatīta iezīme.
Nodilumizturīgo sakausējumu pamatā parasti ir melnie metāli (dzelzs un tērauds) vai krāsainie metāli, un katrs no tiem ir pielāgots īpašiem nodiluma mehānismiem.
| Sakausējuma tips/bāze | Galvenās īpašības | Kopējās atzīmes / piemēri | Primārās lietojumprogrammas |
| Martensīta tēraudi | Augsta cietība un laba izturība; panāk ar termisko apstrādi (rūdīšanu un atlaidināšanu). | AR400, AR500, 4140, 4340 | Kalnrūpniecības kausi, drupinātāju starplikas, buldozera asmeņi, nodiluma plāksnes. |
| Austenīta mangāna tērauds | "Hadfīlda tērauds". Īpaši izturīgs un rūdošs. Pēc trieciena tā virsmas cietība ievērojami palielinās, bet serde paliek izturīga. | A128 C klase, MN13, MN18 | Žokļa drupinātāju uzlikas, dzelzceļa vardes, akmeņu urbji, kāpurķēžu sliedes. |
| Baltais čuguns ar augstu hroma saturu | Izcila nodilumizturība, pateicoties lielam cietā hroma karbīdu daudzumam. Triecienā var būt trausls. | Ni-Hard, A532 | Šķidruma sūkņu korpusi, dzirnavu ieliktņi, pulverizatoru ruļļi, skrošu strūklas iekārtas. |
| Karbīda kompozīti | Nevis monolīts sakausējums, bet kritiski nodilumizturīgs materiāls. Cietas volframa karbīda daļiņas, kas iestrādātas izturīgā metāla matricā (piemēram, kobaltā vai niķelī). | Volframa karbīda kompozīti, stellīti (uz kobalta bāzes) | Cietie vadi, nodiluma plāksnes, griezējinstrumenti, urbji, vārstu ligzdas. |
| Sakausējumi uz kobalta bāzes | Lieliska izturība pret nodiluma, korozijas un augstas temperatūras (sarkanās cietības) kombināciju. | Stellite, Haynes sakausējumi | Gāzes turbīnu lāpstiņas, augstas temperatūras vārsti, zāģu uzgaļi, dzinēja detaļas. |
| Sakausējumi uz niķeļa bāzes | Līdzīgi kobalta sakausējumiem, kas piedāvā labu nodilumizturību un koroziju, bieži izmanto, ja kobalts nav piemērots. | Inkonels, Kolmonojs | Ķīmiskās apstrādes iekārtas, aviācijas un kosmosa komponentes, cietās pārklājumi. |
Šos sakausējumus ne vienmēr izmanto veselu komponentu izgatavošanai. Tos bieži izmanto rentablā veidā, lai aizsargātu pamatmateriālu:
Lietie komponenti: Daļa (tāpat kā sūkņa korpuss) ir pilnībā izlieta no nodilumizturīga sakausējuma.
Valkāt plāksnes: Rūdīta tērauda loksnes (piemēram, AR400) tiek pieskrūvētas vai metinātas uz neaizsargātām virsmām.
Cietais pārklājums / apšuvums: Nodilumizturīga sakausējuma slānis tiek metināts vai kausēts uz lētāka, stingrāka parastā metāla virsmas. Šī ir ļoti izplatīta un ekonomiska metode.
Termiskais aerosols: Uz virsmas tiek izsmidzināts sakausējuma pārklājums, lai izveidotu nodilumizturīgu slāni.
Rezumējot, nodilumizturīgie sakausējumi ir daudzveidīga un kritiska materiālu saime, kas veido smagās rūpniecības mugurkaulu. Atbilstošā sakausējuma izvēle ir atkarīga no precīzas izpratnes par nodiluma mehānismu (noberzums, trieciens utt.), darbības vidi (tostarp temperatūru un koroziju) un ekonomiskiem apsvērumiem.