ТВЁРДЫЕ СПЛАВЫ

ТВЁРДЫЕ СПЛАВЫ особого класса
износостойкие материалы с весьма большой твёрдостью, к-рая незначительно
меняется при нагреве. Различают спечённые Т. с. (см. Спечённые материалы)
и литые Т. с.

Спечённые Т. с.- композиционные
материалы, состоящие из металлоподобного соединения, цементированного
металлом или сплавом. Их основой чаще всего являются карбиды вольфрама
или титана, сложные карбиды вольфрама и титана (часто также и тантала),
карбонитрид титана, реже - др. карбиды, бориды и т. п. В качестве цементирующих
металлов обычно используют кобальт, реже - никель, его сплав с молибденом,
сталь.

Впервые спечённый Т. с. получен из
карбида вольфрама и кобальта в Германии в 1923-25, пром. произ-во начато
в 1926 (сплав "видна": 94% WC и 6% Со). В СССР первый Т. с. из карбида
вольфрама (90%) и кобальта (10%) -сплав "победит" - создан
в 1929, а в 1935 организовано произ-во Т. с. "альфа" из смесей карбидов
вольфрама и титана (21, 15 и 5% TiC в сплаве) и кобальта (соответственно
8,< 6 и 8% Со). В 1975 в СССР производили изделия более 1300
форморазмеров из Т. с. более 20 марок. Основу выпуска Т. с. составляют
вольфрамовые (вольфрамо-кобальтовые) с 3-25% Со, титано-вольфрамовые
с 4-40% TiC и 4-12% Со и титано-тантало-вольфрамовые Т. с. Эти группы Т.
с. обозначают буквами ВК, ТК и ТТК с цифрами: после Т - содержание (% )
карбида титана, после ТТ - суммы карбидов титана и тантала, а после
К - кобальта; в сплавах ВК после цифры иногда добавляют буквы В, М или
ОМ, указывающие на крупность зёрен карбида вольфрама (крупно-, мелко-,
особомелкозернистые сплавы). Например, ВК6М - сплав на основе карбида
вольфрама с 6% Со, мелкозернистый. Эти сплавы характеризуются большой твёрдостью
(86-92 HRA), прочностью (у сплавов ВК разных марок пределы прочности
при изгибе 1-2,5 Гн/м², или 100-250 кгс/мм²,
при сжатии 3,2-5,9 Гн/м², или 320-590 кгс/мм³,
в зависимости от содержания кобальта; у сплавов ТК -соответственно
1,15-1,6 Гн/м², или 115-160 кгс/мм², и
3,8-6,5 Гн/м², или 380-650 кгс/мм²), износостойкостью
(эти свойства сохраняются на достаточно высоком уровне даже при нагреве
до 800-900 °С), а также электро- и теплопроводностью; сплавы ВК
имеют плотность в пределах 13 000-15 100 кг/м³, ТК и
ТТК - 9 600-15 000 кг/м³.

Всё большее значение приобретает
произ-во безвольфрамовых Т. с. Их выпуск позволяет заменить относительно
дорогой вольфрам более дешёвыми металлами, расширить номенклатуру Т. с.
со специфич. свойствами, создать Т. с. с более высокими эксплуатац. характеристиками.
Очень перспективны, в частности, Т. с. на основе карбонитрида титана с
никель-молибденовым сплавом в качестве связующего металла и Т. с. на основе
карбида титана с тем же или со стальным связующим. Чрезвычайно важное направление
развития произ-ва Т. с.-быстро возрастающий выпуск неперетачиваемых режущих
пластинок из Т. с. с тонкими (толщиной 5-15 мкм) покрытиями
из карбонитрида, карбида или нитрида титана либо др. соединений, обеспечивающими
повышение стойкости при резании в 3-10 раз. Применение режущего инструмента
с такими пластинками особенно перспективно на автоматич. линиях обработки
резанием деталей машин в автомоб. и др. отраслях пром-сти.

Спечённые Т. с. производят методами
порошковой металлургии в виде многогранных пластинок и фасонных
цельнотвердосплавных изделий. Их с большой эффективностью применяют для
обработки металлов, сплавов и неметаллич. материалов резанием, для бесстружковой
обработки (волочение, прокатка, штамповка и т. п.), для оснащения
рабочих частей буровых инструментов и как конструкц. материалы. Благодаря
применению Т. с. достигается существ, интенсификация процессов в машиностроении
и металлообработке, в добыче руд, каменного угля, нефти, газа и др. полезных
ископаемых. Заменив инструментальные стали, Т. с. способствовали технической
революции в металлообрабатывающей и горной промышленности, где стойкость
инструмента, оснащённого Т. с., повысилась в 15-100 раз, что обусловило
рост производительности труда в 3-5 раз.

Литые Т. с. получают методом плавки
и литья. Примером литых Т. с. служит рэлит : сплав WC - W(содержит 3,7-4,0% С) с твёрдостью 91-92 HRA. Его получают в виде
крупных зёрен плавкой с последующим дроблением слитков или разбрызгиванием
расплавов; применяют рэлит гл. обр. для наварки на соприкасающиеся с породой
части работающего с большими усилиями бурового инструмента; для тех же
целей разработаны безвольфрамовые Т. с. на основе боридов и др. износостойких
твёрдых соединений. К литым Т. с. относится большая группа Т. с., напыляемых
или наплавляемых на детали механизмов и машин, подверженные абразивному
износу, эрозии или коррозии, напр, стеллиты (Cr, W, Ni, С; основа Со),
сормайты (Cr, Ni, С; основа Fe), стеллитоподобные (основа Ni)
и мн. др. износостойкие Т. с. Их применение позволяет в 2-4 (иногда
в 10-20) раз увеличить срок службы быстроизнашивающихся деталей
механизмов и машин, в т. ч. автомашин, тракторов, комбайнов и т. д.

Лит.: Металлокерамические
твёрдые сплавы, М., 1970; КреймерГ. С., Прочность твёрдых сплавов, 2 изд.,
М., 1971; Туманов В. И., Свойства сплавов системы карбид вольфрама - кобальт,
М., 1971; его же, Свойства сплавов системы карбид вольфрама - карбид титана
- карбид тантала -карбид ниобия - кобальт, М., 1973; Третьяков В. И., Основы
металловедения и технологии производства спечённых твёрдых сплавов, 2 изд.,
М., 1976. О. П. Колчин.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я