сплавы, особого класса износостойкие материалы с весьма большой твёрдостью, которая 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, промышленное производство начато в 1926 (сплав 'видиа': 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 производство 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/м 2 , или 100- 250 кгс/мм 2 , при сжатии 3,2-5,9 Гн/м 2 , или 320-590 кгс/мм 2 , в зависимости от содержания кобальта; у сплавов ТК - соответственно 1,15-1,6 Гн / м 2, или 115- 160 кгс/мм 2 , и 3,8-6,5 Гн / м 2, или 380- 650 кгс/мм 2) , 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/м 3 , ТК и ТТК - 9 600-15 000 кг/м 3
Всё большее значение приобретает производство безвольфрамовых Т. с. Их выпуск позволяет заменить относительно дорогой вольфрам более дешёвыми металлами, расширить номенклатуру Т. с. со специфическими свойствами, создать Т. с. с более высокими эксплуатационными 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 производства 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 автоматических линиях обработки резанием деталей машин в автомобильной и др. отраслях промышленности.
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 неметаллических материалов резанием, для бесстружковой обработки (волочение, прокатка, штамповка и т. п.), для оснащения рабочих частей буровых инструментов и как конструкционные материалы. Благодаря применению Т. с. достигается существенная 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, оснащенного 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 рэлитный сплав WC - W2C (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 главным образом 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, например стеллиты (Cr, W, Ni, С; основа Со), сормайты (Cr, Ni, С; основа Fe), стеллитоподобные (основа Ni) и многие др. износостойкие Т. с. Их применение позволяет в 2-4 (иногда в 10-20) раз увеличить срок службы быстроизнашивающихся деталей механизмов и машин, в том числе автомашин, тракторов, комбайнов и т. д.
Лит.: Металлокерамическне твёрдые сплавы. М., 1970; Креймер Г. 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.