Duritatea este o măsură a rezistenței unui material la deformare, în special de la abraziune sau adâncire. Arbori forjați din oțel aliat cu valori mai mari de duritate sunt, în general, mai rezistente la uzură și deteriorarea suprafeței, deoarece materialul este mai puțin predispus la zgârieturi, înțepături sau pierderi de material în timpul funcționării. De exemplu, în aplicații precum pompele industriale, sistemele de transmisie și echipamentele miniere, arborii experimentează frecare și interacțiune constantă cu alte părți. Un nivel de duritate mai ridicat al oțelului aliat reduce rata de pierdere a materialului pe suprafața arborelui, ceea ce contribuie direct la menținerea performanței arborelui pe perioade lungi de utilizare. Această rezistență crescută la uzură este deosebit de importantă în mediile cu sarcină mare și cu frecare mare, unde componentele sunt supuse unui contact continuu cu alte suprafețe sau materiale care pot provoca abraziune. De exemplu, în arborii de angrenaj și arborii de antrenare, unde forțele de frecare sunt semnificative, oțelul întărit ajută la minimizarea uzurii, prevenind defecțiunile premature și menținând integritatea arborelui pe toată durata de viață a acestuia.
Duritatea oțelului aliat contribuie, de asemenea, la rezistența la oboseală sau la capacitatea sa de a rezista la cicluri repetate de încărcare și descărcare fără defecțiuni. În multe aplicații industriale, arborii sunt supuși forțelor dinamice care provoacă solicitări ciclice, cum ar fi componentele transmisiei auto sau mașinile grele. Oțelurile aliate mai dure sunt mai rezistente la formarea de microfisuri sub solicitări ciclice deoarece își mențin integritatea suprafeței în timp, prevenind inițierea și propagarea fisurilor de oboseală. Ca rezultat, arborii cu niveluri mai mari de duritate prezintă o rezistență mai bună la defecțiuni sub sarcini mecanice fluctuante, ceea ce duce la o durată de viață extinsă. De exemplu, la arborii cotiți sau axele utilizate la motoarele de automobile, unde piesele suferă în mod constant mișcări repetitive portante, duritatea asigură ca arborele să rămână durabil, rezistând atât la forțele de tracțiune, cât și de compresiune pe milioane de cicluri.
Atunci când un arbore este expus la sarcini excesive, materialele mai moi pot suferi deformații plastice, unde materialul își schimbă forma permanent. Un nivel de duritate mai ridicat face ca oțelul aliat să fie mai rezistent la astfel de deformații. În aplicații precum mașinile de construcții sau echipamentele de petrol și gaze, în care arborii pot fi supuși la impact sau cuplu ridicat, oțelul aliat întărit ajută la menținerea stabilității dimensionale și previne deformarea sau îndoirea arborelui la solicitări puternice. Această rezistență la deformare asigură menținerea integrității structurale a arborelui, reducând probabilitatea defecțiunii și prelungind durata de viață a acestuia.
În aplicațiile cu precizie, cum ar fi echipamentele de prelucrare a metalelor sau componentele aerospațiale, capacitatea de a menține dimensiuni și toleranțe constante este esențială. Arborii forjați mai dur rezistă modificărilor dimensionale treptate care apar datorită uzurii și deformării. Acest lucru este deosebit de critic în cazul utilajelor rotative, unde dezalinierea sau deformarea pot duce la performanțe slabe, vibrații crescute și costuri de întreținere mai mari. Menținându-și forma și precizia în timp, arborii mai duri contribuie la o funcționare mai fiabilă și mai precisă a utilajelor, reducând astfel timpul de nefuncționare și necesitatea înlocuirilor frecvente.
În timp ce duritatea îmbunătățește în primul rând rezistența la uzură și oboseală, ea poate avea și efecte indirecte asupra rezistenței la coroziune. În multe cazuri, materialele mai dure tind să fie mai rezistente la coroziune abrazivă, deoarece suprafața este mai puțin probabil să se uzeze și să expună materialul proaspăt la agenți corozivi. Cu toate acestea, este important de reținut că duritatea singură nu afectează în mod direct rezistența la coroziune a oțelului aliat - alți factori, cum ar fi elementele de aliere (de exemplu, crom, nichel) și tratamentele de suprafață (de exemplu, acoperirile) joacă, de asemenea, un rol. Acestea fiind spuse, o suprafață mai dură poate rezista mai bine la uzura fizică cauzată de mediile corozive, în special în aplicațiile în care sunt prezente materiale abrazive sau substanțe chimice dure, cum ar fi echipamentele de procesare chimică sau aplicațiile marine.
