
Slitstarka legeringar är en klass av material som är speciellt framtagna för att motstå ytförsämring och materialförlust orsakad av mekaniskt slitage. Detta slitage kan bero på nötning (skrapning), erosion (påverkan av partiklar), vidhäftning (skada och fastna) och stötar.
Deras primära funktion är att förlänga livslängden för industriell utrustning, minska stilleståndstiden och förbättra drifteffektiviteten i krävande miljöer.
Vetenskapen om slitstyrka
Slitstyrka är inte en enskild materialegenskap som densitet; det är ett komplext systembeteende. Nyckeln till ett materials slitstyrka ligger i dess förmåga att motstå plastisk deformation och brott. Detta uppnås främst genom:
Hög hårdhet: Motstår penetration och nötning av hårda partiklar.
Arbetshärdning: Förmågan att bli hårdare och segare vid ytan vid stötar eller påfrestningar (t.ex. Hadfield-manganstål).
Seghet: Motstår flisning, sprickbildning och sprickbildning under stötbelastningar.
Mikrostruktur: Närvaron av hårda karbider (t.ex. krom, volfram, vanadinkarbider) inbäddade i en seg metallisk matris är en vanlig egenskap.
Slitstarka legeringar är vanligtvis baserade på järnhaltiga metaller (järn och stål) eller icke-järnmetaller, var och en skräddarsydd för specifika slitmekanismer.
| Legeringstyp/bas | Nyckelegenskaper | Vanliga betyg / exempel | Primära applikationer |
| Martensitiska stål | Hög hårdhet och god styrka; uppnås genom värmebehandling (härdning och härdning). | AR400, AR500, 4140, 4340 | Gruvskopor, krossfoder, bulldozerblad, slitplåtar. |
| Austenitiskt manganstål | "Hadfield Steel". Extremt tuff och arbetshärdande. Vid stöten ökar dess ythårdhet dramatiskt medan kärnan förblir seg. | A128 Grad C, MN13, MN18 | Käkkrossliners, järnvägsgrodor, bergborrkronor, larvband. |
| Vitt gjutjärn med hög krom | Exceptionell nötningsbeständighet på grund av en hög volym hårda kromkarbider. Kan vara spröd vid stöt. | Ni-Hard, A532 | Slampumpshöljen, kvarnfoder, pulveriseringsvalsar, kulblästringsutrustning. |
| Hårdmetallkompositer | Inte en monolitisk legering, utan ett kritiskt slitstarkt material. Hårda volframkarbidpartiklar inbäddade i en seg metallmatris (som kobolt eller nickel). | Volframkarbidkompositer, Stellite (koboltbaserad) | Hårdbeläggningsvajer, slitplåtar, skärverktyg, borr, ventilsäten. |
| Koboltbaserade legeringar | Utmärkt motståndskraft mot en kombination av slitage, korrosion och höga temperaturer (rödhårdhet). | Stellite, Haynes-legeringar | Gasturbinblad, högtemperaturventiler, sågspetsar, motorkomponenter. |
| Nickelbaserade legeringar | Liknar koboltlegeringar, erbjuder bra slitage och korrosionsbeständighet, används ofta där kobolt inte är lämpligt. | Inconel, Colmonoy | Utrustning för kemisk bearbetning, flyg- och rymdkomponenter, hårda beläggningar. |
Dessa legeringar används inte alltid för att tillverka hela komponenter. De appliceras ofta på kostnadseffektiva sätt för att skydda ett basmaterial:
Cast-komponenter: Delen (som ett pumphus) är helt gjuten av den slitstarka legeringen.
Bärplåtar: Plåtar av härdat stål (t.ex. AR400) skruvas eller svetsas fast på känsliga ytor.
Hårdbeläggning/beklädnad: Ett lager av slitstark legering svetsas eller smälts på ytan av en billigare, segare basmetall. Detta är en mycket vanlig och ekonomisk metod.
Termisk spray: En beläggning av legeringen sprutas på ytan för att skapa ett slitstarkt lager.
Sammanfattningsvis är slitstarka legeringar en mångsidig och kritisk familj av material som utgör ryggraden i tung industri. Valet av lämplig legering beror på en exakt förståelse av slitagemekanismen (nötning, stötar, etc.), driftsmiljön (inklusive temperatur och korrosion) och ekonomiska överväganden.