Na prática, diferentes materiais para a fabricação de barras de impacto se estabeleceram. Estes incluem aços manganês, aços com estrutura martensítica (referidos a seguir como aços martensíticos), aços cromo e os Compósitos de Matriz Metálica (MMC, por exemplo, cerâmica), nos quais os vários aços são combinados com um tipo especial de cerâmica.
Um aumento na resistência ao desgaste do aço (dureza) geralmente é acompanhado por uma redução na tenacidade (resistência ao impacto) do material.
Aço manganês
resistência ao desgaste do aço manganês com estrutura austenítica é atribuída ao fenômeno do endurecimento por trabalho. A carga de impacto e pressão resulta em um endurecimento da estrutura austenítica na superfície. A dureza inicial do aço manganês é de aproximadamente 200 HV (20 HRC, teste de dureza de acordo com Rockwell). A resistência ao impacto é de aproximadamente 250 J/cm². Após o endurecimento por trabalho, a dureza inicial pode aumentar para uma dureza operacional de até aproximadamente 500 HV (50 HRC). As camadas mais profundas, ainda não endurecidas, proporcionam a grande tenacidade deste aço. A profundidade e a dureza das superfícies endurecidas por trabalho dependem da aplicação e do tipo de aço manganês. A camada endurecida penetra até uma profundidade de aproximadamente 10 mm. O aço manganês tem uma longa história. Hoje, este aço é usado principalmente para mandíbulas de britadores, cones de britagem e cascas de britagem. No britador de impacto, é recomendado usar barras de impacto de manganês somente ao britar materiais de alimentação menos abrasivos e muito grandes (por exemplo, calcário).
Aço martensítico
Martensita é um tipo de ferro completamente saturado de carbono que é feito por resfriamento rápido. É somente no tratamento térmico subsequente que o carbono é removido da martensita, o que melhora as propriedades de resistência e desgaste. A dureza deste aço varia entre 44 a 57 HRC e a resistência ao impacto entre 100 e 300 J/cm². Assim, com relação à dureza e tenacidade, os aços martensíticos ficam entre o aço manganês e o aço cromo. Eles são usados se a carga de impacto for muito pequena para endurecer o aço manganês e/ou boa resistência ao desgaste for necessária junto com boa resistência ao estresse de impacto.
Aço cromado
Com o aço cromado, o carbono é quimicamente ligado na forma de carboneto de cromo. A resistência ao desgaste do aço cromado é baseada nesses carbonetos duros da matriz dura, por meio dos quais o movimento é dificultado por deslocamentos, o que proporciona um alto grau de resistência, mas ao mesmo tempo menos tenacidade. Para evitar que o material se torne quebradiço, as barras de impacto devem ser tratadas termicamente. Deve-se, portanto, observar que os parâmetros de temperatura e tempo de recozimento sejam exatamente respeitados. O aço cromado normalmente tem uma dureza de 60 a 64 HRC e uma resistência ao impacto muito baixa de 10 J/cm². Para evitar a quebra das barras de impacto de aço cromado, pode não haver elementos inquebráveis no material de alimentação.
Compósitos de matriz metálica
Compósitos de matriz metálica, ergo MMC combinam a alta resistência da matriz metálica com cerâmicas extremamente duras. Pré-formas porosas feitas de partículas cerâmicas são produzidas no processo. A massa metálica fundida penetra na rede cerâmica porosa. A experiência e o conhecimento são particulares ao processo de fundição em que dois materiais diferentes, ou seja, aço com espessura de 7,85 g/cm³ e cerâmica com espessura de 1 – 3 g/cm³, são combinados e há uma infiltração completa. Esta combinação torna as barras de impacto especialmente resistentes ao desgaste, mas ao mesmo tempo muito resistentes ao impacto. Com barras de impacto feitas de compósitos do campo da cerâmica, uma vida útil que é de três a cinco vezes maior que a do aço martensítico pode ser alcançada.
As vantagens das barras de impacto com inserto cerâmico:
- Muito resistente ao desgaste
- Alta resistência ao impacto (dependendo do material de base)
- Uma vida útil maior do que a do aço convencional, portanto, menores custos por tonelada