Technologiczne uwarunkowania odporności na zużywanie ścierne połączeń spawanych niskostopowych stali martenzytycznych na przykładzie stali Hardox

Proces zużywania ściernego stanowi dominujący aspekt degradacji materiałów, będącej pochodną zmian w ich mikrostrukturze i pogorszenia właściwości mechanicznych, a w efekcie stopniowej utraty masy elementów z nich wykonanych. W przypadku maszyn roboczych ciężkich należy także wziąć pod uwagę losowość i duże amplitudy zmian obciążeń występujących w warunkach ścierania. Niskostopowe stale martenzytyczne stanowią nowoczesną grupę materiałów konstrukcyjnych, wykazujących w powyższych warunkach znacznie korzystniejsze właściwości eksploatacyjne, niż dotychczas stosowane tworzywa metaliczne. Mogą one stanowić alternatywę dla napawanych stali niskostopowych, żeliwa wysokochromowego lub stali do hartowania powierzchniowego.

Istotną kwestię w przypadku omawianych stali stanowią zmiany mikrostrukturalne powstające podczas ich spawania, których skutkiem jest utrata przez te materiały w miejscach spawania odporności na procesy zużycia. Dlatego zastosowanie i pełne wykorzystanie wysokich wskaźników mechanicznych tych stali wymaga wdrożenia do procesu projektowania i realizacji zespołów konstrukcyjnych maszyn takiej strategii technologicznej, która umożliwi odtworzenie wysokiego poziomu odporności na procesy zużycia ściernego. W niniejszej monografii skupiono się na problematyce wykonywania połączeń spawanych niskostopowych, wysokowytrzymałych stali martenzytycznych z borem. Główny nacisk położono na identyfikację zmian mikrostrukturalnych w szeroko pojętej strefie wpływu ciepła oraz ich znaczenie w kontekście wybranych właściwości mechanicznych, ze szczególnym uwzględnieniem odporności na zużywanie ścierne. Autor zaproponował niekonwencjonalne podejście do zagadnienia wykonywania i postobróbki cieplnej połączeń spawanych stali Hardox 600 i Hardox Extreme. Na podstawie badań dotyczących zaproponowanej technologii spawania i kompleksowych zabiegów obróbki cieplnej połączeń obu stali wykazano, iż możliwe jest odtworzenie, a w przypadku cech udarnościowych podwyższenie właściwości mikrostrukturalnych i wytrzymałościowych. Pod względem głównej cechy użytkowej Hardox 600 i Hardox Extreme, tj. odporności na zużywanie ścierne, po zaproponowanych zabiegach technologicznych materiały wykazywały przewagę zarówno nad połączeniami bezpośrednio po spawaniu, jak i nad materiałami rodzimymi w stanie dostarczenia z huty.