4.19. Состав дисперсионно твердеющих никелевых жаропрочных сплавов, %

Марки	Cr	Ti	Al	Fe	C	Прочие
ХН77ТЮ	19-22	2,3-2,7	0,55-0,95	4,0	0,06	≤0,01Сe
ХН77ТЮР	19-22	2,3-2,7	0,55-0,95	4,0	0,06	≤0,01Сe
ХН70ВМТЮ	13-16	1,8-2,3	1,7-2,3	5,0	0,12	5-7 W, 2-4Mo, 0,1-0,5 V, ≤0,02Сe

4.20. Жаропрочные свойства никелевых жаропрочных сплавов

Марка сплава	Кратковременная прочность, МПа			Длительная прочность, МПа
	600°С	700°С	800°С	600°С	700°С	800°С
ХН77ТЮ ХН77ТЮР ХН70ВМТЮ	880 950 990	680 850 900	550 560 750	580 680 -	360 420 500	140 200 290

Рис. 4.21. Жаропрочные свойства сплава ХН77ТЮР

На основе данных табл. 4.20 и рис. 4.26., 4.27. можно отметить, что с течением времени прочность данных сплавов уменьшается довольно медленно на 200-300 МПа за 100-200 часов нагружения в зависимости от марки сплава. Таким образом, при лезвийной обработке данных сплавов можно спрогнозировать высокую температуру в зоне резания и незначительное изменение прочности обрабатываемого материала.

Рис. 4.22. Длительная прочность при 700°С сплавов:

1. ХН70ВМТЮ, 2 – ХН77ТЮР, 3 – ХН77ТЮ

Несомненно, все эти особенности нужно учитывать при разработке инструментального материала и многофункционального покрытия. В данном случае основную роль играет теплостойкость инструментального материала, то есть способность сохранять прочность и твердость при повышенной температуре в зоне резания, а также способность износостойкого покрытия выполнять ряд необходимых функций, которые будут рассмотрены ниже.

Еще одной областью, где широко используют труднообрабатываемые материалы, является биотехнология. В частности для изготовления протезов наиболее часто используют титан и его сплавы, что обусловлено низкой плотностью, весом, высокой пассивностью этих материалов по отношению к плоти человека. Титан и его сплавы относятся к материалам, имеющим низкую обрабатываемость резанием. Твердость титановых сплавов может изменяться в широком диапазоне (НВ 1800-4000).

Важнейшим преимуществом титана и титановых сплавов относительно конструкционных сталей является высокая удельная прочность, жаропрочность в сочетании с хорошей коррозионной стойкостью, практическое отсутствие хладноломкости. Кроме того, титан и его сплавы, несмотря на относительно низкую обрабатываемость резанием, хорошо свариваются, обрабатываются давлением в холодном и горячем состоянии, термически упрочняются, что имеет особое значение для их применения в машиностроении.

Температура плавления титана 1672С. Титан имеет высокие механические свойства: предел прочности_В= 300 МПа, относительное удлинение=40%. Кроме того, титан и его сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью за счет мгновенного формирования на его поверхности чрезвычайно плотной термодинамически устойчивой оксидной пленкиTiO₂,

Механические свойства титана определяются составом: чем меньше легирующих элементов, тем ниже прочность и выше пластичность. Характерной особенностью титана и его сплавов является необычайно высокая чувствительность к примесям атмосферных газов – водороду, кислороду, азоту и углероду. Так небольшие количества кислорода, азота и углерода повышают его твердость и прочность, но при этом значительно уменьшаются пластичность и коррозионная стойкость, ухудшаются свариваемость. В табл. 4.21 приведен химический состав технического титана.