Шкала Мооса и какие стали использовать
Выбрать нужную износосостойкую сталь, Вы можете по ссылке
1. Шкала Мооса
Шкала Мооса используется для оценки твердости минералов по их способности царапать друг друга. Она включает 10 эталонных минералов с возрастающей твердостью:
| Примеры аналогов по твердости | ||
| Тальк | 1 | Мягкий графит |
| Гипс | 2 | Ноготь человека (~2,5) |
| Кальцит | 3 | Медная монета (~3) |
| Флюорит | 4 | Железо (чистое, ~4,5) |
| Апатит | 5 | Стекло (~5,5) |
| Ортоклаз | 6 | Ножевые стали (~6-7) |
| Кварц | 7 | Закалённая сталь (~7-8) |
| Топаз | 8 | Твёрдые сплавы (карбиды) |
| Корунд | 9 | Карбид кремния (SiC) |
| Алмаз | 10 | Алмазные покрытия |
Примечание:
- Металлы обычно имеют твердость 4–8 по Моосу.
- Твердость стали по Моосу зависит от состава и термообработки.
2. Износостойкие стали.
Износостойкость зависит от твердости, структуры и наличия карбидов. Основные группы сталей:
2.1. Мартенситные стали:
Cr12MoV Китай /Аналог D2 (Х12МФ) – инструментальная сталь с высокой износостойкостью (~60–62 HRC, ~7–7,5 по Моосу).
X40CrMoV5 Китай / Аналог H13 (4Х5МФС) – горячестойкая сталь для штампов (~50–54 HRC).
2.2. Быстрорежущие стали (HSS)
- W6Mo5Cr4V2Китай / Аналог M2 (Р6М5) – содержит вольфрам и молибден (~64–66 HRC, ~7,5–8 по Моосу).
2.3. Стали с высоким содержанием углерода:
- T13 Китай / Аналог 1095 – углеродистая сталь (~58–60 HRC).
-O1 (ХВГ) – легированная инструментальная сталь (~60–62 HRC).
2.4. Износостойкие сплавы с карбидами:
- Сталь Гадфилда (x120Mn12/Г13Л) – высокомарганцовистая сталь (110Г13Л), упрочняется при ударе.
- Stellite (Co-Cr-W-C) – 50–60 HRC (стойкость к истиранию и коррозии)
- Hardox, NM (например, наплавка) – 60+ HRC
-Стали с карбидом вольфрама (WC-Co) – твёрдость до 90 HRC (~9 по Моосу), используются в буровых инструментах.
2.5. Нержавеющие износостойкие стали
- 5CrW2Si Китай / Аналог 440C (Х108)– высокая твердость (~58–60 HRC) и коррозионная стойкость.
3. Сравнение твердости
| Материал | Твердость (HRC) | Примерный аналог по Моосу |
| Мягкая сталь (A36) | ~50 HRB | 4–5 |
| Закалённая D2 | 60–62 HRC | 7–7,5 |
| Быстрорежущая M2 | 64–66 HRC | 7,5–8 |
| Карбид вольфрама | 80–90 HRC | 9 |
| Алмазное покрытие | - | 10 |
Для максимальной износостойкости выбирают стали с высокой твердостью (60+ HRC) и карбидными фазами (D2, M2, WC-Co). Для ударных нагрузок подходят марганцовистые стали (Гадфилда).
4.Шкала Мооса и износостойкие стали NM
Шкала Мооса и износостойкие стали NM – наплавленные материалы, покрытия, композиты.
Шкала Мооса определяет минеральную твердость по способности царапать другие материалы. Однако в промышленности износостойкость оценивают не только по Моосу, но и по другим шкалам (HRC, HV, HB), особенно для сталей и композитных материалов.
Износостойкие стали и композиты (NM – наплавка, напыление, покрытия)
Износостойкость зависит от:
- Твердости (HRC, HV)
- Наличия карбидов (WC, TiC, CrC)
- Структуры (мартенсит, аустенит)
Традиционные износостойкие стали
5.Как выбрать материал?
- Абразивный износ (песок, руда) → WC-Co, Fe-Cr-C
- Ударные нагрузки →NM/ Hardox /марганцовистые стали
- Коррозия + износ → Stellite, Cr-наплавочные сплавы
- Высокие температуры → TiC, керамические покрытия