
Zlitine, odporne proti obrabi, so razred materialov, posebej izdelanih za odpornost na degradacijo površine in izgubo materiala zaradi mehanske obrabe. Ta obraba je lahko posledica abrazije (strganje), erozije (udarec delcev), adhezije (raztrganje in zasuk) in udarca.
Njihova primarna funkcija je podaljšanje življenjske dobe industrijske opreme, zmanjšanje izpadov in izboljšanje učinkovitosti delovanja v zahtevnih okoljih.
Znanost o odpornosti proti obrabi
Odpornost proti obrabi ni ena lastnost materiala, kot je gostota; gre za kompleksno vedenje sistema. Ključ do odpornosti materiala proti obrabi je v njegovi sposobnosti odpornosti na plastične deformacije in zlom. To se doseže predvsem z:
Visoka trdota: Odporen na prodiranje in obrabo trdih delcev.
Delovno utrjevanje: Sposobnost, da ob udarcu ali obremenitvi na površini postane trši in žilavejši (npr. Hadfieldovo manganovo jeklo).
Žilavost: Odporen na drobljenje, razpoke in lomljenje pod udarnimi obremenitvami.
Mikrostruktura: Prisotnost trdih karbidov (npr. kromovih, volframovih, vanadijevih karbidov), vdelanih v trdno kovinsko matriko, je pogosta značilnost.
Zlitine, odporne proti obrabi, običajno temeljijo na železnih kovinah (železo in jeklo) ali neželeznih kovinah, od katerih je vsaka prilagojena za posebne mehanizme obrabe.
| Vrsta zlitine/osnova | Ključne značilnosti | Skupne ocene/primeri | Primarne aplikacije |
| Martenzitna jekla | Visoka trdota in dobra trdnost; doseženo s toplotno obdelavo (kaljenje in popuščanje). | AR400, AR500, 4140, 4340 | Rudarske žlice, obloge drobilnikov, rezila buldožerjev, obrabne plošče. |
| Avstenitno manganovo jeklo | "Hadfield Steel". Izjemno trd in odporen na delo. Ob udarcu se njegova površinska trdota močno poveča, medtem ko jedro ostane žilavo. | A128 Razred C, MN13, MN18 | Obloge čeljustnega drobilnika, železniške žabe, svedri za skale, gosenice. |
| Bela litina z visoko vsebnostjo kroma | Izjemna odpornost proti obrabi zaradi velike količine trdih kromovih karbidov. Pod udarci je lahko krhka. | Ni-Hard, A532 | Ohišja črpalke za gnojevko, obloge mlina, valji za razprševanje, oprema za peskanje. |
| Karbidni kompoziti | Ni monolitna zlitina, ampak kritičen material, odporen proti obrabi. Trdi delci volframovega karbida, vdelani v trdno kovinsko matrico (kot je kobalt ali nikelj). | Volframov karbid-kompoziti, stelit (na osnovi kobalta) | Žice za trdo navarjanje, obrabne plošče, rezalna orodja, svedri, sedeži ventilov. |
| Zlitine na osnovi kobalta | Odlična odpornost na kombinacijo obrabe, korozije in visokih temperatur (rdeča trdota). | Stelit, Haynesove zlitine | Lopatice plinskih turbin, visokotemperaturni ventili, konice žag, komponente motorjev. |
| Zlitine na osnovi niklja | Podobno kot kobaltove zlitine, nudijo dobro odpornost proti obrabi in koroziji, pogosto se uporabljajo tam, kjer kobalt ni primeren. | Inconel, Colmonoy | Oprema za kemično obdelavo, letalske in vesoljske komponente, prevleke za trdo navarjanje. |
Te zlitine se ne uporabljajo vedno za izdelavo celotnih komponent. Pogosto se uporabljajo na stroškovno učinkovite načine za zaščito osnovnega materiala:
Cast komponente: Del (kot ohišje črpalke) je v celoti ulit iz zlitine, odporne proti obrabi.
Nosilne plošče: Pločevine iz kaljenega jekla (npr. AR400) so privijačene ali privarjene na ranljive površine.
Navarjanje / obloga: Plast zlitine, odporne proti obrabi, je privarjena ali pritopljena na površino cenejše, močnejše navadne kovine. To je zelo pogosta in ekonomična metoda.
Termalni sprej: Prevleka zlitine se naprši na površino, da se ustvari plast, odporna proti obrabi.
Če povzamemo, so zlitine, odporne proti obrabi, raznolika in kritična družina materialov, ki tvorijo hrbtenico težke industrije. Izbira ustrezne zlitine je odvisna od natančnega razumevanja mehanizma obrabe (abrazija, udarci itd.), delovnega okolja (vključno s temperaturo in korozijo) in ekonomskih vidikov.