La durezza è una misura della resistenza di un materiale alla deformazione, in particolare all'abrasione o alla rientranza. Alberi forgiati in acciaio legato con valori di durezza più elevati sono generalmente più resistenti all'usura e ai danni superficiali perché il materiale è meno soggetto a graffi, scriccature o perdite di materiale durante il funzionamento. Ad esempio, in applicazioni come pompe industriali, sistemi di trasmissione e attrezzature minerarie, gli alberi subiscono un attrito costante e interagiscono con altre parti. Un livello di durezza più elevato nell'acciaio legato riduce il tasso di perdita di materiale sulla superficie dell'albero, il che contribuisce direttamente a mantenere le prestazioni dell'albero per periodi di utilizzo prolungati. Questa maggiore resistenza all'usura è particolarmente importante negli ambienti ad alto carico e ad alto attrito in cui i componenti sono soggetti a contatto continuo con altre superfici o materiali che possono causare abrasione. Ad esempio, negli alberi degli ingranaggi e degli alberi motori, dove le forze di attrito sono significative, l'acciaio temprato aiuta a ridurre al minimo l'usura, prevenendo guasti prematuri e mantenendo l'integrità dell'albero per tutta la sua durata di servizio.
La durezza dell'acciaio legato contribuisce anche alla sua resistenza alla fatica, ovvero alla sua capacità di sopportare cicli ripetuti di carico e scarico senza guasti. In molte applicazioni industriali, gli alberi sono soggetti a forze dinamiche che causano sollecitazioni cicliche, come nei componenti delle trasmissioni automobilistiche o nei macchinari pesanti. Gli acciai legati più duri sono più resistenti alla formazione di microfessurazioni sotto sollecitazioni cicliche perché mantengono la loro integrità superficiale nel tempo, prevenendo l'innesco e la propagazione di cricche da fatica. Di conseguenza, gli alberi con livelli di durezza più elevati mostrano una migliore resistenza ai guasti sotto carichi meccanici variabili, con conseguente maggiore durata. Ad esempio, negli alberi a gomiti o negli assali utilizzati nei motori automobilistici, dove le parti sono costantemente sottoposte a movimenti di carico ripetitivi, la durezza garantisce che l'albero rimanga durevole, resistendo sia alle forze di trazione che a quelle di compressione per milioni di cicli.
Quando un albero è esposto a carichi eccessivi, i materiali più morbidi possono subire una deformazione plastica, dove il materiale cambia forma in modo permanente. Un livello di durezza più elevato rende l'acciaio legato più resistente a tali deformazioni. In applicazioni come macchine edili o apparecchiature per petrolio e gas, dove gli alberi possono essere soggetti a impatti o coppie elevati, l'acciaio legato temprato aiuta a mantenere la stabilità dimensionale e impedisce all'albero di deformarsi o piegarsi sotto sollecitazioni pesanti. Questa resistenza alla deformazione garantisce che l'albero mantenga la sua integrità strutturale, riducendo la probabilità di guasto e prolungandone la vita operativa.
Nelle applicazioni di precisione, come le attrezzature per la lavorazione dei metalli o i componenti aerospaziali, la capacità di mantenere dimensioni e tolleranze costanti è essenziale. Gli alberi forgiati più duri resistono ai cambiamenti dimensionali graduali che si verificano a causa dell'usura e della deformazione. Ciò è particolarmente critico nei macchinari rotanti, dove il disallineamento o la deformazione possono portare a scarse prestazioni, aumento delle vibrazioni e costi di manutenzione più elevati. Mantenendo la forma e la precisione nel tempo, gli alberi più duri contribuiscono a un funzionamento più affidabile e preciso dei macchinari, riducendo così i tempi di fermo e la necessità di sostituzioni frequenti.
Sebbene la durezza migliori principalmente la resistenza all’usura e alla fatica, può anche avere effetti indiretti sulla resistenza alla corrosione. In molti casi, i materiali più duri tendono ad essere più resistenti alla corrosione abrasiva perché la superficie ha meno probabilità di usurarsi ed esporre il materiale fresco ad agenti corrosivi. Tuttavia, è importante notare che la durezza da sola non influisce direttamente sulla resistenza alla corrosione dell’acciaio legato; anche altri fattori come gli elementi di lega (ad esempio cromo, nichel) e i trattamenti superficiali (ad esempio rivestimenti) svolgono un ruolo. Detto questo, una superficie più dura può resistere meglio all'usura fisica causata da ambienti corrosivi, in particolare nelle applicazioni in cui sono presenti materiali abrasivi o sostanze chimiche aggressive, come nelle apparecchiature per il trattamento chimico o nelle applicazioni marine.
