Порошковые (металлокерамические) твердые сплавы.

К порошковым твердым сплавам относятся материалы, состоящие из высокотвердых и тугоплавких карбидов вольфрама, титана, тантала, соединенных металлической (кобальтовой) связкой. Такие инструменты сочетают высокую твердость и износостойкость с высокой теплостойкостью (800–1000 С). По своим эксплуатационным свойствам они превосходят инструменты из быстрорежущих сталей и применяются для резания с высокими скоростями.

В зависимости от состава карбидной основы порошковые твердые сплавы выпускают трех групп.

Первую (вольфрамовую) группу составляют сплавы системы WC–Со (75–97 % WC и 25–3 % Со). Их маркируют буквами ВК и числом, показывающим содержание кобальта в процентах (вк3, вк10, вк20). Структура этих сплавов состоит из карбидов вольфрама WC, связанных кобальтом. При одинаковом содержании кобальта они в отличие от сплавов двух других групп характеризуются наибольшей прочностью, но более низкой твердостью. Сплавы вольфрамовой группы теплостойки до 800 С и имеют твердость HRC 82–89.

Вторую (титановольфрамовую) группу образуют сплавы системы 5–30 % TiC–85–66 % WC–10–4 % Co. Их маркируют буквами Т и К, а так же числами, показывающими процентное содержание карбидов титана и кобальта (т5к10, т15к6). в сплаве Т30К4 образуется одна карбидная фаза – твердый раствор (Ti, W)С, который придает ему наиболее высокие режущие свойства, но понижает прочность. Сплавы этой группы характеризуются теплостойкостью 900–1000 С, которая повышается по мере увеличения количества ТiС. Их наиболее широко применяют для высокоскоростного резания сталей, а твердость составляет HRC 90–92.

Третью (титанотанталовольфрамовую) группу образуют сплавы системы TiC–TaC–WC–Co. Число, стоящее в марке после букв ТТ, обозначает суммарное процентное содержание карбидов TiC+ТаС, а после буквы к – количество кобальта в процентах. Сплавы ТТ7К12, ТТ8К6 имеют твердость HRC 87–90.

10.7.5. Стали с особыми свойствами

1. Коррозионностойкие (нержавеющие) стали

Коррозией называют самопроизвольное разрушение металлических материалов вследствие химического или электрохимического взаимодействия их с окружающей средой. Коррозионностойкими называют металлы и сплавы, в которых процесс коррозии развивается с малой скоростью.

Коррозионностойкие стали являются высоко легированными и содержат не менее 13 % Cr, что обеспечивает образование на поверхности металла пассивирующей защитной пленки.

Их разделяют на классы в зависимости от структуры, которая образуется после высокотемпературного нагрева и охлаждения на воздухе:

1. Мартенситные – хромистые стали. Эти стали (20Х13, 30Х13, 40Х13, 20Х17Н2) используют для деталей и инструментов, подвергающихся воздействию слабоагрессивных сред: воды, атмосферы, разбавленных растворов кислот и солей и т.д. Изделия после закалки с 1050–1100 С для растворения карбида хрома подвергают либо низкому (200–400 С), либо высокому (600–700 С) отпуску. Мартенситные стали после отжига удовлетворительно обрабатываются резанием, горячая обработка давлением и сварка этих сталей затруднены из-за образования мартенсита.

2. Ферритные – хромистые стали. Эти стали (08Х17Т, 12Х17, 15Х25Т, 15Х28) не имеют фазового превращения  и не упрочняются термической обработкой. Они содержат 0,08–0,15 % с и 13–30 % Cr. Чем больше хрома в стали, тем выше ее сопротивление коррозии. Главный недостаток – резкое охрупчивание после нагрева выше 1000–1100 С, что затрудняет сварку ферритных сталей.

3. Аустенитные – хромоникелевые стали. Это наиболее важный класс коррозионностойких сталей по масштабам использования и универсальности применения. По химическому составу эти стали разделяют на хромоникелевые и хромомарганцевые стали. Марки этих сталей: 12Х18Н9, 12Х18Н10Т, 10Х14Г14Н4Т. Преимуществами аустенитных сталей кроме коррозионной стойкости являются высокая пластичность и вязкость.

Оптимальной термической обработкой для всех аустенитных сталей является закалка с 1050–1150 С в воде. После закалки механические свойства характеризуются максимальной пластичностью и вязкостью, невысокими прочностью и твердостью.

4. Аустенитно-мартенситные стали. Например, сталь 09х15н8ю наряду с хорошей устойчивостью против атмосферной коррозии обладает высокими механическими свойствами. Ее подвергают закалке с 975 С, обработке холодом при температурах от –50 до –75 С и отпуску при 450–500 С.

5. Аустенитно-ферритные стали. Эти стали (08Х22Н6Т, 08Х21Н6М5Т, 08Х18Г8Н2Т) имеют оптимальный комплекс свойств при практически равном содержании аустенита и -феррита, которое обеспечивается закалкой с 1000–1100 С. Эти стали дешевле аустенитных, так как содержат меньше никеля, прочнее их в 1,5–2 раза и имеют почти такое же сопротивление коррозии, как сталь 12Х18Н10Т. Изделия из аустенитно-ферритных сталей рекомендуется эксплуатировать при температурах не выше 350 с во избежание охрупчивания из-за структурных изменений.