Aço Carboneto de Cromo

Aço carboneto de cromo refere-se a uma placa ou componente de aço resistente ao desgaste que possui camada de sobreposição soldada rica em carbonetos de cromo (Cr₇C₃ ou Cr₃C₂).
Esta cobertura é ligada metalurgicamente a uma base de aço carbono ou liga, criando um composto de duas camadas:

• Camada base: fornece força e resistência.

• Camada superior de carboneto de cromo: fornece extrema dureza e resistência ao desgaste.

Este design combina a tenacidade do aço com a dureza dos carbonetos de cromo semelhantes à cerâmica – tornando-o um material chave na mineração, cimento, e equipamentos da indústria pesada.

Como a camada de carboneto de cromo se desgasta

Mesmo que a sobreposição seja extremamente difícil (tipicamente 58–65 HRC), ainda sofre desgaste gradual durante o serviço.
No entanto, o mecanismo de desgaste é bem diferente daquele do aço comum:

1. Microabrasão de partículas de metal duro

Em serviço abrasivo (por exemplo, deslizamento de areia, minério, ou clínquer), partículas duras atingem e deslizam sobre a superfície.

• O cristais de carboneto de cromo agir como um escudo, resistindo ao corte e aração.

• Ao longo do tempo, apenas o muito pontas de carbonetos são polidos, não toda a superfície.
  Isto leva a lentidão, perda de material previsível em vez de arrancamento rápido.

2. Erosão de matriz entre carbonetos

Quanto mais suave matriz metálica entre os grãos de carboneto pode sofrer erosão um pouco mais rápido.
À medida que o metal da matriz se desgasta, novas partículas de metal duro ficam expostas – mantendo continuamente uma superfície protetora dura.
Este efeito de auto-renovação ajuda o material a reter a resistência ao desgaste por um longo período.

3. Fadiga por Impacto e Rachadura Térmica (em serviço severo)

Sob repetidos impactos fortes ou ciclos de alta temperatura, a sobreposição pode desenvolver microfissuras.
Estas pequenas fissuras são normais e não indicam falha – na verdade, eles ajudar a aliviar o estresse e evitar descamação em grande escala.
No entanto, impacto ou vibração extremos podem eventualmente quebrar a camada de metal duro ao longo de muitos meses ou anos.

Vida útil típica e duração de serviço

A vida útil do aço carboneto de cromo depende de:

• Tipo de desgaste (deslizando, impacto, erosão, ou combinação)

• Temperatura operacional

• Espessura da camada de sobreposição

• Dureza e concentração abrasiva

A tabela abaixo resume dados típicos de desempenho de aplicações industriais:

Em operação real, placas de aço de carboneto de cromo normalmente duram de 3 a 10 vezes mais do que o aço temperado e revenido, e até 20 a 30 vezes mais do que o aço macio.

Como a espessura da sobreposição afeta a vida

A espessura da camada de sobreposição influencia diretamente a duração da placa:

• 3– Sobreposição de 5 mm: bom para abrasão moderada ou baixo impacto.

• 6–Sobreposição de 8 mm: adequado para desgaste médio a pesado (cimento, areia, carvão).

• 10–Sobreposição de 12 mm: usado para alto impacto, condições de alta abrasão (mineração, esmagamento).

À medida que a superfície usa gradualmente, a camada de carboneto torna-se mais fina até atingir a linha de fusão.
Nesse ponto, o aço subjacente começa a aparecer – indicando que é necessária substituição ou reforma.

Uma regra geral:

Cada 1 mm de revestimento podem fornecer aproximadamente 3 a 6 meses de proteção contra desgaste sob condições contínuas de abrasão média.

Por que o aço de carboneto de cromo dura mais que o aço normal

As partículas duras de carboneto de cromo atuam como camada de barreira, tomando o desgaste em vez do metal base.
Devido a esta, equipamentos como cai, tremonhas, tubos, e lâminas misturadoras permanece operacional por muito mais tempo antes de precisar ser substituído.