Slitdelar för gruvdrift: AR-plåt jämfört med Hadfield-manganstål

Två slitagemekanismer

Slitdelar går sönder genom glidande/slipande nötning (malm som skrapar över en yta) eller genom slagnötning (sten som slår mot den och krossas mot den). De två dominerande stålfamiljerna löser var sitt problem väl.

AR-/NM-plåt: hård från början

Nötningsbeständig plåt (NM360–NM550 i GB-systemet, AR400–AR500 och motsvarigheter på andra håll) är låglegerat stål som härdats till en genomgående hårdhet på ungefär 360–550 HBW och som levereras redo att skäras, svetsas och skruvas fast. Den är standardvalet för:

• Ytterplåt till grävskopor och stödplåtar för skärstål
• Lastbilsflak, infodringar till rännor och fickor
• Slitplåtar för transportörer och överföringspunkter

Slitlivslängden ökar i stora drag med hårdheten vid glidande användning, men det gör även tillverkningskraven: högre kvaliteter kräver kontrollerade metoder för skärning, borrning och svetsning, och formningsradierna ökar med hårdhet och tjocklek.

Hadfield Mn13: mjukt tills det träffas

Hadfieldstål (Mn13, GX120Mn12, ~11–14% Mn, ~1.0–1.4% C) är austenitiskt och levereras upplösningsglödgat vid endast ~200 HB — till synes mjukt. Vid slag eller hög tryckspänning deformationshärdar dess yta till 500 HB och däröver medan kärnan förblir seg. Det dominerar där slagen är kraftiga:

• Käftar, mantlar, konkavor till krossar och delar till hammarkrossar
• Rälsväxlar och spårkorsningar
• Infodringar till blästerskåp

Logiken gäller åt båda hållen: utan slag härdar Mn13 aldrig och slits snabbt vid ren glidning. Att montera det som infodring i rännor med lågt slag är det klassiska felanvändningen.

Att välja

Användning	Val
Glidande malm, måttligt slag, tillverkade infodringar/skopor	AR-/NM-plåt
Krossning, upprepat kraftigt slag, gjutna former	Hadfield Mn13
Slag förekommer men delen är en svetsad plåtkonstruktion	AR-plåt, grövre tjocklek, eller plåt med påsvetsat hårdskikt

Även tillverkningsanvisningarna skiljer sig åt: AR-plåt tål inte överdriven värmetillförsel vid svetsning; Hadfield måste hållas svalt (det försprödas vid långvarig uppvärmning i området några hundra °C) och svetsas med austenitiska tillsatsmaterial. Påsvetsade hårdskikt kompletterar båda och tillför ett mycket hårt offerskikt där slitaget koncentreras.

Att välja inom AR-familjen

Högre hårdhet är inte automatiskt bättre. Plåt i klassen NM360/AR400 ger den bästa kombinationen av svetsbarhet, formbarhet och seghet och är det rationella standardvalet för skopor och infodringar som även utsätts för slag från fallande sten. Kvaliteterna i 500-klassen maximerar ungefär slitlivslängden vid glidning men är mindre förlåtande: minsta bockningsradier är större, segheten vid låg temperatur måste kontrolleras för användning i kallt klimat, och kraftiga punktslag kan spräcka dem i stället för att buckla dem. Att specificera plåt efter hårdhetsklass + tjocklek + slagkrav (gruvor i vinterklimat beställer Charpy-provad plåt) undviker det vanliga felet att behandla AR500 som en direkt uppgradering jämfört med AR400.

Påsvetsat hårdskikt som ett tredje alternativ

För båda familjerna tjänar plåt med påsvetsat överdrag (hardfacing) — ett underlag av olegerat stål eller AR-stål med ett skikt av kromkarbid eller komplex karbid — extrem glidande nötning där inget av basstålen räcker till, till priset av utebliven formbarhet och en karaktäristisk krackelerad yta. Det är ett infodringsmaterial, inte ett konstruktionsmaterial, och skruvas eller pluggsvetsas normalt fast över en bärande konstruktion.