Конструкционные материалы и технология обработки

4.7 Термомеханическая обработка стали

Термомеханическая обработка ТМО это совокупность операций пластической деформации и термической обработки, совмещенных в одном технологическом процессе, который включает нагрев, пластическое деформирование и охлаждение. Термомеханическое воздействие приводит к получению структурного состояния, которое обеспечивает повышение механических свойств.

Оптимальное сочетание пластической деформации и фазовых превращений приводит к повышению плотности и более правильному расположению несовершенств кристаллической решетки металла.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Различают два основных вида ТМО: высокотемпературную термомеханическую обработку (ВТМО) (рис. 16, а) и низкотемпературную термомеханическую обработку (НТМО) (рис. 16, б).

При ВТМО деформация производится при температуре выше температуры рекристаллизации (при этом сталь имеет аустенитную структуру). Степень деформации 20…30 %. Во избежание рекристаллизации вслед за деформацией незамедлительно производится закалка (1150 С) с последующим низкотемпературным отпуском (100…200 С).

НТМО применяется только для легированных сталей, обладающих значительной устойчивостью переохлажденного аустенита. При НТМО деформация производится ниже температуры рекристаллизации (400…600 С), степень деформации 75…95 %. Закалку производят сразу после деформации, а затем следует низкотемпературный отпуск (100…200 С).

Недостатком НТМО является, во-первых, необходимость использования мощного оборудования для деформирования, во-вторых, стали после НТМО имеют невысокую сопротивляемость хрупкому разрушению.

Если при обычной термической обработке сталь имеет временное сопротивление при растяжении 2000…2200 МПа, то после ТМО оно достигает 2200…3000 МПа, при этом пластичность увеличивается в два раза (удлинение с 3…4 % повышается до 6…8 %).

Получаемое в процессе горячей деформации упрочнение тут же полностью или частично снимается за счет рекристаллизации, что снижает сопротивление деформации и повышает пластичность металлов.

4.8 Влияние нагрева на структуру и свойства деформированного металла

Как уже отмечалось ранее на детали работающих машин воздействуют внешние силы или нагрузки Р, вызывающие в материале сначала упругие, а затем пластические деформации.

Деформацией называется изменение размеров или формы тела под действием внешних сил, либо физико-механических процессов, протекающих в самом теле (перепад температур, фазовые превращения и т.д.).

Любое воздействие внешних сил на твердое тело уравновешивается противодействием межатомных сил, которые стремятся вернуть атомы в положения, соответствующие минимуму потенциальной энергии.

Деформация тела совершается в результате относительного смещения атомов из положения равновесия. При упругой деформации сохраняется пропорциональная зависимость между деформирующими силами и смещениями атомов. После снятия внешних сил твердое тело восстанавливает свои исходные размеры и форму. Если при прекращении действия внешних сил твердое тело не полностью восстанавливается, то такая деформация называется пластической (остаточной). В этом случае атомы не возвращаются в исходные позиции, а занимают новые положения устойчивого равновесия. При пластическом нагружении линейная связь между напряжениями и деформациями обычно отсутствует. Способность металлов к остаточной деформации называется пластичностью.

Пластическая деформация твердых тел в основном характеризуется скольжением и двойникованием. Скольжение или смещение отдельных частей кристалла относительно друг друга (рис. 17, а) совершается под действием касательных напряжений (). Оно осуществляется в плоскостях и направлениях с наиболее плотной упаковкой атомов, где сопротивление сдвигу наименьшее. Металла, имеющие большое количество таких плоскостей и направлений (с кубической кристаллической решеткой, например), являются наиболее пластичными. Кристаллическая решетка ГПУ обладает низкими пластическими свойствами.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

При двойниковании (рис. 17, б) происходят смещения атомов, располагающихся в плоскостях, параллельных плоскости двойникования. Двойникование сопровождает скольжение, а плоскости двойникования совпадают с плоскостями скольжения.

Пластическая деформация представляется как процесс скольжения, основой которого являются перемещения в плоскости скольжения отдельных несовершенств кристаллической решетки дислокаций, см. рис. 17.

Процесс пластической деформации металлов сопровождается ростом числа дефектов кристаллической решетки, искривлениями плоскостей скольжения, появлением обломков кристаллитов в плоскостях скольжения, структурными превращениями по плоскостям скольжения и др. Все это препятствует перемещению дислокаций, способствует их накапливанию и взаимодействию друг с другом. Это одна из причин упрочнения (наклепа) и снижения пластичности металла.

На рис. 18, а показана микроструктура металла до деформации.



Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

При наклепе растут значения прочностных характеристик металлов и уменьшаются показатели пластичности.

При больших степенях деформации зерна металла вытягиваются в направлении действия приложенных сил. При этом образуется волокнистая или слоистая структура (рис. 18, б). Еще большая степень деформации приводит к возникновению текстуры деформации, которая характеризуется определенной ориентацией зерен по отношению к прилагаемым нагрузкам. Волокнистая структура и текстура деформации приводит к анизотропии. Металл, подвергнутый пластическому деформированию, находится в термодинамически неустойчивом состоянии. Нагрев может вернуть ему исходные (до деформирования) свойства. Если температура нагрева меньше 0,2…0,3 температуры плавления, то протекает процесс возврата. При этом улучшаются структурное состояние и пластичность металла, а также уменьшается плотность дислокаций.

Возврат имеет две стадии. При более низких температурах наблюдается отдых, когда уменьшается число точечных дефектов. Второй стадией при несколько больших температурах является дробление кристаллов. Возврат почти не изменяет механические свойства металлов.

При температуре нагрева около 0,4 температуры плавления в металле происходит процесс рекристаллизации, при котором почти полностью снимается наклеп или нагартовка. Вследствие тепловой активности атомов образуются новые равноосные зерна. Зародыши зерен возникают в участках с повышенной плотностью дислокаций, постепенно они увеличиваются в размере за счет перехода к ним атомов от деформированных участков металла. Новые зерна имеют неискаженную кристаллическую решетку. Поэтому после рекристаллизации свойства металла возвращаются к исходным. При рекристаллизации существенно снижаются прочностные характеристики, пластичность возрастает, снимаются внутренние напряжения.

Сравнивая температуры деформации и рекристаллизации, можно говорить о горячей или холодной деформации.

Если температура деформации ниже температуры рекристаллизации, то деформация считается холодной. Процесс холодной деформации сопровождается наклепом металла, так как малые температуры не обеспечивают разупрочнения металлов. Механические свойства металлов при холодной деформации изменяются значительно: возрастает прочность и уменьшается пластичность.

Если температура деформации выше температуры рекристаллизации, то деформацию называют горячей, при которой получаемый наклеп снимается рекристаллизацией.

5. Чугуны

5.1 Классификация и маркировка

Чугун сплав железа с углеродом (2,14…6,64 % С).

Чугуны классифицируют по назначению, степени графитизации, форме графита, микроструктуре металлической основы, химическому составу.

По назначению чугуны подразделяются на передельные (идут на переработку в сталь) и литейные (для изготовления различных отливок).

Классификация по структуре основывается на степени связанности углерода в сплаве.

Если весь углерод находится в связанном состоянии в виде химического соединения Fe3C, то чугун называется белым.

Если весь углерод или большая его часть находится в свободном состоянии в виде графита, то чугун называется серым, ковким или высокопрочным. Форма графита, оказывающая существенное влияние на свойства чугунов, в серых чугунах пластинчатая, в ковких хлопьевидная, в высокопрочных шаровидная.

По структуре чугуны делят на ферритные, феррито-перлитные и перлитные.

Серые чугуны маркируют буквами СЧ (серый чугун) и цифрами (например, СЧ12, СЧ15, СЧ18, СЧ21, СЧ23, СЧ24, СЧ32, СЧ36, СЧ40), показывающими среднее временное сопротивление при растяжении (кгс/мм2). Например, чугун марки СЧ12 имеет В > 12 кгс/мм2 (120 МПа), СЧ40 В = 40 кгс/мм2 (400 МПа).

Высокопрочные и ковкие чугуны маркируют соответственно буквами ВЧ и КЧ и цифрами (например, ВЧ40, ВЧ45, ВЧ50, КЧ30-6, КЧ33-8, КЧ35-10, КЧ37-12, КЧ45-6, КЧ50-4, КЧ56-4, КЧ60-3), при этом первые две цифры указывают на средний В, а следующие в ковких чугунах на относительное удлинение в %.

5.2 Свойства и применение чугуна

Белый чугун

Наличие большого количества высокотвердого >800 НВ (> 8000 МПа) Fe3C обусловливает высокую хрупкость, очень плохую обрабатываемость резанием, а следовательно, и ограниченное применение белого чугуна. Его, в основном, перерабатывают в сталь, применяют в качестве литейного материала с рекордной устойчивостью в условиях абразивного износа; при помощи термообработки трансформируют в ковкий чугун.

Серый чугун

Серый чугун представляет собой сплав FeCSi с неизбежными примесями Mn, S и Р. Содержание углерода колеблется в пределах 2,4…3,8 %. Кремний (1,2…3,5 %) вводят специально он ускоряет графитизацию, оказывает большое влияние на структуру и свойства чугуна. Марганец (1,25…1,4 %) и сера (0,1…0,12 %) препятствуют графитизации, причем в мелких отливках их действие вреднее, чем в больших. Он способствует отбеливанию (образованию Fe3C) чугуна, особенно в поверхностных слоях отливок, охлаждающихся более интенсивно. Сульфиды FeS, MnS ухудшают свойства отливок. Фосфор не влияет на графитизацию, но образует фосфидную эвтектику, повышающую литейные свойства чугуна. Поэтому в отливках для художественного литья допускается 0,4…0,5 % Р.

Серый чугун имеет высокие литейные свойства (определяются его структурой), сравнительно низкую температуру плавления, хорошую жидкотекучесть, способность поглощать вибрации, достаточно высокое сопротивление разрушению под действием сжимающих нагрузок, что обеспечивает широкое применение серого чугуна.

Пластины графита нарушают сплошность металлической основы: в силу малой прочности его включения являются как бы готовыми трещинами. Измельчение графитных включений, увеличение степени изолированности их друг от друга повышают прочность чугуна, но относительное удлинение его при растяжении все равно мало меньше 0,5 %.

Графит (играет роль смазки) обусловливает хорошие антифрикционные свойства чугуна, улучшает обрабатываемость резанием.

В зависимости от структуры основы твердость чугуна составляет 143…255 НВ (1430…2550 МПа). Соответственно меняется и прочность: чем больше феррита, тем ниже прочность и износостойкость. Наиболее прочные перлитные чугуны применяют для ответственных отливок (станины мощных станков, гильз, поршней, поршневых колец, цилиндров, блоков двигателей, дизельных цилиндров и др.).

Ферритные и феррито-перлитные чугуны с В = 120 180 МПа применяются для изготовления малоответственных и малонагруженных деталей (фундаментные плиты, корпуса редукторов и насосов, строительные колонны, крышки, ступицы и др.).

Высокопрочный чугун

При выплавке чугуна с присадкой небольшого количества (0,03…0,07 %) магния или других модификаторов (щелочных или щелочноземельных металлов) графит в чугуне получается шаровидной формы. Он значительно меньше ослабляет металлическую основу, чем пластинчатый. Чугун имеет более высокие механические свойства: способность гасить вибрации, хорошо обрабатываться резанием, износостойкость, литейные свойства и др. Как правило, в таком чугуне содержится 2,7…3,7 % С, 1,6…2,7 % Si, 0,5…0,6 % Mn, 0,1 % Р, 0,1 % S (для чугунов, имеющих В 800 МПа, содержание S 0,01 %).

Как и серые, высокопрочные чугуны имеют ферритную, феррито-перлитную и перлитную основу. Сорбитообразный перлит придает чугунам наибольшую прочность.

Из высокопрочных чугунов изготавливают оборудование прокатных станов (прокатные валки массой до 12 т), кузнечно-прессовое оборудование (траверсы прессов, шаботы ковочных молотов, корпуса турбин, коленчатые валы, поршни, кронштейны) и другие ответственные детали.

Ковкий чугун

Если отливки из белого чугуна подвергнуть отжигу, то цементит распадается, и графит приобретет хлопьевидную форму. Это обеспечивает чугуну с твердостью 163 НВ (1630 МПа) некоторую пластичность при растяжении ( до 12 %). Поэтому такие чугуны называются ковкими, хотя ковать их невозможно.

Степень графитизации зависит от длительности отжига.

Твердость ферритного чугуна 163 НВ (1630 МПа), перлитного 240…269 НВ (2400…2690 МПа). Наибольшую прочность имеют чугуны с перлитной (сорбитной) структурой. Влияние хлопьевидного графита на механические свойства чугунов примерно такое, как шаровидного.

Из ферритных ковких чугунов изготавливают изделия, работающие как при высоких статистических и динамических нагрузках, так и менее ответственные детали (головки, хомуты, гайки, фланцы муфт). Из перлитного ковкого чугуна делают вилки карданных валов, звенья и ролики цепей конвейеров, втулки, тормозные колодки.

Из высокопрочного магниевого чугуна отливают детали большого сечения, из ковкого, главным образом, тонкостенные.

6. Стали

6.1 Углеродистые стали. Классификация и маркировка

Сталью называют сплав железа с углеродом (0,02…2,14 %) с постоянными примесями марганца (до 0,8 %), кремния (до 0,5 %), фосфора (до 0,05 %) и серы (до 0,05 %). Такую сталь называют углеродистой.

Сталь является основным материалом, широко используемым в машино- и приборостроении, строительстве и для изготовления инструментов. Стали классифицируют по следующим признакам: по содержанию в них углерода, назначению, качеству и степени раскисления.

По содержанию углерода стали подразделяют на низкоуглеродистые (до 0,25 % С), среднеуглеродистые (0,25…0,6 % С) и высокоуглеродистые (более 0,6 % С).

По назначению стали делят на конструкционные, инструментальные и с особыми физическими и химическими свойствами специальные. К последним относят нержавеющие, жаропрочные, жаростойкие, теплоустойчивые, электротехнические и др.

По качеству стали классифицируют на стали обыкновенного качества, качественные, высококачественные и особо высококачественные. Различие между ними в количестве вредных примесей (серы и фосфора) и неметаллических включений. Стали обыкновенного качества содержат до 0,06 % S и 0,07 % Р, качественные до 0,035 % S и 0,035 % Р; высококачественные не более 0,025 % S и 0,025 % Р, а особо высококачественные не более 0,015 % S и 0,025 % Р.

Марки углеродистой стали обыкновенного качества обозначаются буквами и цифрами, например Ст0, …, Ст6. Буквы Ст обозначают сталь, цифры от 0 до 6 условный номер марки в зависимости от химического состава и механических свойств. Чем больше число, тем больше содержание углерода в стали, выше прочность и ниже пластичность.

Степень раскисления обозначается индексами, стоящими справа от номера марки: кп кипящая, пс полуспокойная, сп спокойная. Например, сталь Ст1кп сталь кипящая; Ст3сп спокойная; Ст5пс полуспокойная и т.д.

К углеродистым качественным конструкционным сталям предъявляются повышенные требования по химическому составу и механическим свойствам. В зависимости от степени раскисления качественные стали могут быть спокойными (сп) или кипящими (кп). Цифры в марке стали указывают на среднее содержание углерода в стали в сотых долях процента (например. Сталь 45 содержит 0,45 % С).

Все углеродистые качественные конструкционные стали можно условно разделить на несколько групп.

Углеродистые качественные стали 05кп, 08, 08кп, 10, 10кп (без термической обработки) хорошо штампуются вследствие их высокой пластичности, а также хорошо свариваются из-за малого содержания углерода. Они используются для производства малонагруженных деталей машин (крепежные изделия и др.) и сварных конструкций.

Стали 15, 20, 25, составляющие вторую группу низкоуглеродистых сталей, хорошо свариваются и обрабатываются резанием. Они используются для изготовления неответственных деталей машин (без термической обработки или в нормализованном состоянии), а также деталей с повышенной износостойкостью (после цементации и соответствующей термической обработки), но не подвергающихся высоким нагрузкам. Примерами цементированных деталей машин являются кулачковые валики, кронштейны, пальцы рессор и др.

Группа среднеуглеродистых сталей 30, 35, 40, 45, 50, подвергается термической обработке, хорошо обрабатывается на металлорежущих станках в отожженном состоянии. Благоприятные сочетания прочностных и пластических свойств позволяют применять эти стали при изготовлении ответственных деталей машин (шпиндели, распределительные валы и др.).

Высокоуглеродистые стали 60, 65, 70, 75, 80 и 85 после термической обработки имеют высокую прочность, износостойкость и упругие свойства. Из них делают детали типа пружин, рессор, прокатных валков, замковых шайб и др.

К инструментальным относятся стали, предназначенные для изготовления режущего, измерительного, штампового и других инструментов. Основными свойствами этих сталей являются твердость, вязкость, износостойкость, теплостойкость (красностойкость), прокаливаемость. Для некоторых инструментальных сталей большое значение имеет теплопроводность, устойчивость против налипания обрабатываемого металла на металл инструмента и др.

Углеродистые инструментальные стали маркируют следующим образом: ставят букву У, затем цифру, указывающую среднее содержание углерода в десятых долях процента, например сталь марки У12 содержит в среднем 1,2 % С. Для обозначения высококачественных сталей в конце марки ставится буква А, а особо высококачественных сталей (выплавленных, например, методом электрошлакового переплава с вакуумированием буква Ш.

Для улучшения обработки резанием применяют углеродистые, так называемые автоматные стали с повышенным содержанием серы (0,08…0,3 %) и фосфора (0,06 %). Автоматные стали маркируют буквой А и цифрами, указывающими на среднее содержание углерода в сотых долях процента. Наибольшее применение получили стали А12, А20, А30. Так, из стали А12 изготавливают винты, болты, гайки и различные мелкие детали сложной конфигурации, а стали А20, А30 используют для изготовления ответственных деталей, работающих в условиях повышенных напряжений.

К качественным углеродистым инструментальным сталям относят стали У7, У8, У9, У10, У11, У12, У13; из них изготовляют несложные по конфигурации режущие и измерительные инструменты. Более сложные инструменты изготовляют из высококачественных инструментальных сталей: У7А, У8А, У9А, У11А, У12А, У13А. Это обычно заэвтектоидные стали. Для получения высокой твердости (НRС 60…62) стальные инструменты закаливают в воде с 770…810 С. Отпуск в зависимости от назначения инструмента и требуемой твердости производится при 150…220 С. Углеродистые стали являются дешевыми.

Литейные стали. Для изготовления стальных фасонных отливок применяются литейные стали, отличительными чертами которых являются удовлетворительные литейные свойства жидкотекучесть, заполняемость, трещиноустойчивость (стойкость против образования горячих трещин), склонность к образованию усадочных пороков. Удовлетворительные литейные свойства стали позволяют получать сложные фасонные, часто тонкостенные отливки без дефектов недоливов, горячих трещин, усадочных пороков.

Литейные стали (ГОСТ 97788) маркируют так же, как и качественные деформируемые стали, но с добавлением буквы «Л» в конце марки: 15Л, 20Л, 30Л, 35Л, 40Л, 45Л, 50Л. Они содержат до 0,9 % Mn и до 0,52 % Si и не более 0,06 % S и 0,08 % Р.

С увеличением содержания углерода в литейных сталях их прочность растет, а пластичность и ударная вязкость снижаются. Например, две крайние по содержанию углерода стали имеют следующие свойства:

Марка стали	В, МПа	0,2, МПа	, %	KCU, Дж/см2
15Л	400	200	24	50
50Л	580	340	11	24

Влияние углерода и примесей на свойства углеродистой стали

Углерод оказывает сильное влияние на свойства стали. С увеличением его содержания повышаются твердость и прочность стали, снижаются пластичность и вязкость.

Временное сопротивление В достигает максимального значения при содержании углерода приблизительно 0,9 %. Появление в структуре стали вторичного цементита снижает ее пластичность и прочность.

Марганец и кремний вводят в сталь для ее раскисления в процессе плавки. Эти элементы заметно влияют на свойства стали, повышая прочность, твердость и снижая пластичность. Однако принимая во внимание, что содержание марганца и кремния в обычных сталях приблизительно одинаково, их влияние на свойства сталей разного состава не учитывается.

Сера попадает в сталь из чугуна при его переделе в сталь. Она не растворима в железе и образует с ним сульфид железа FeS, который в виде эвтектики FeFeS располагается по границам зерен и имеет температуру плавления 988 С. При нагревании свыше 800 С сульфиды делают сталь хрупкой и она может разрушиться при горячей пластической деформации. Это явление называется красноломкостью, так как резкое снижение пластичности происходит в районе температур красного каления. Красноломкость можно предотвратить повышением содержания в стали марганца.

При температуре горячей обработки (800…1200 С) сульфид марганца не плавится, пластичен и под действием внешних сил вытягивается в направлении деформации. Вытянутая форма включений сульфида марганца (сульфидная строчечность) увеличивает анизотропию свойств и снижает пластичность и вязкость стали примерно в 2 раза поперек прокатки, но не влияет на свойства в направлении вдоль прокатки.

Для улучшения формы сульфидных включений жидкую сталь обрабатывают (модифицируют) силикокальцием или редкоземельными элементами (Ce, La, Nd). Эти модификаторы образуют с серой компактные округлые соединения, которые сохраняют свою форму при деформации, вследствие чего уменьшается анизотропия свойств.

Сера является нежелательным элементом, и ее содержание в стали строго ограничивают. Она оказывает благоприятное влияние только в том случае, когда требуется хорошая обрабатываемость стали при резании.

Фосфор попадает в сталь на стадии металлургического передела. Находясь в феррите, фосфор резко повышает температуру перехода стали в хрупкое состояние. Это явление называется хладноломкостью. Содержание фосфора в сталях в зависимости от их назначений ограничивается в пределах 0,025…0,06 %.

Азот и кислород содержатся в стали в небольших количествах и присутствуют в виде неметаллических включений (оксиды, нитриды), которые усиливают анизотропию механических свойств, особенно пластичности и вязкости, и вызывают охрупчивание стали.

Присутствие большого количества водорода в стали в растворенном состоянии ее охрупчивает и способствует возникновению внутренних надрывов в металле, называемых флокенами.

6.2 Легированные стали и сплавы

6.2.1 Влияние легирующих элементов на свойства стали

Легированными называются стали, в которые кроме железа и углерода вводятся легирующие добавки для придания сталям специальных свойств. Основными легирующими элементами являются Mn, Si, Cr, Ni, W, Mo, Co, Ti, V, Zr, Nb и др.

Марганец повышает прочность, износостойкость, а также глубину прокаливаемости стали при термической обработке.

Кремний способствует получению более однородной структуры, положительно сказывается на упругих характеристиках стали, способствует магнитным превращениям, а при содержании его в количестве 15…20 % придает стали кислотоупорность.

Хром повышает твердость, прочность, а при термической обработке увеличивает глубину прокаливаемости, повышает жаропрочность, жаростойкость, коррозионную стойкость.

Никель действует так же, как и марганец. Кроме того, он повышает электросопротивление и снижает значение коэффициента линейного расширения.

Вольфрам уменьшает величину зерна, повышает твердость и прочность, улучшает режущие свойства при повышенной температуре.

Молибден действует как и вольфрам, а также повышает коррозионную стойкость.

Маркируют легированные стали буквами и цифрами, указывающими ее химический состав. Первые две цифры показывают содержание углерода (для конструкционных сталей в сотых долях процента, для инструментальных и нержавеющих десятых долях), затем ставится буква, указывающая на легирующий элемент, после буквы следует цифра, указывающая на среднее содержание этого элемента в процентах. Если содержание легирующего элемента составляет менее или около 1 %, то за буквой цифра не ставится. Легирующие элементы обозначаются следующими буквами: А азот, К кобальт, Т титан, Ю алюминий, С кремний, В вольфрам, Ф ванадий, Х хром, Д медь, Н никель, Г марганец, М молибден, П фосфор, Р бор, Ц цирконий, Ч редкоземельные металлы, Б ниобий. Например, сталь марки 12ХН3А содержит 0,12 % углерода, до 1,0 % хрома, 3 % никеля, буква А в конце обозначения указывает, что сталь высококачественная.

Легированные стали классифицируют по назначению, химическому составу, равновесной структуре и структуре после охлаждения на воздухе.

По назначению их делят на: конструкционные (машиностроительные, строительные), предназначенные для изготовления деталей машин и механизмов, а также элементов конструкций, в том числе и строительных; инструментальные, используемые для изготовления режущих инструментов, штампов, измерительного инструмента и др.; стали и сплавы с особыми (специальными) свойствами (нержавеющие, жаропрочные, теплоустойчивые и др.).

В зависимости от входящих в состав сталей легирующих элементов их называют хромистыми, хромоникелевыми, ванадиевыми и т.п.

По структуре стали в равновесном состоянии делят на доэвтектоидные (содержащие избыточный феррит), эвтектоидные (имеющие перлитную структуру), заэвтектоидные (в структуру входят избыточные вторичные карбиды) и ледебуритные (составной частью структуры являются первичные карбиды).

По структуре после охлаждения на воздухе легированные стали подразделяют на перлитные (малолегированные), мартенситные (среднелегированные) и аустенитные (высоколегированные).

6.2.2 Конструкционные легированные стали, их маркировка

Легированные конструкционные стали делят на цементуемые улучшаемые и высокопрочные.

Для тяжело нагруженных деталей небольших размеров (зубчатые колеса, оси, поршневые пальцы и др.) применяют низкоуглеродистые цементуемые легированные стали марок 20Х, 12Х2Н4А и др. После цементации, закалки в воде и низкого отпуска поверхность изделий приобретает высокую твердость (НRС 58…62), а сердцевина не упрочняется.

Улучшаемые среднеуглеродистые легированные стали это стали, подвергаемые улучшению путем термической обработки закалке с 820…880 С в масле с последующим высоким отпуском (550…650 С). Для тяжело нагруженных деталей крупных сечений применяют легированные стали (марки 40ХН, 30ХГСА и др.).

Для деталей с высоким пределом прочности (В = 1500…2500 МПа) используют высокопрочные комплексно-легированные и мартенситностареющие стали. Комплексно-легированные это среднеуглеродистые стали, содержащие 0,25…0,6 % С, термоупрочняемые при низком отпуске или подвергаемые термомеханической обработке. Мартенситностареющие стали безуглеродистые (не более 0,03 % С) стали на основе железа с никелем содержащие кобальт, молибден, титан, хром и другие элементы (марки Н12К15М10, Н18К9М5Т). Мартенситностареющие стали закаливают с температуры 800…860 С на воздухе с последующим старением при 450…500 С. Применяются для особо ответственных тяжело нагруженных деталей.

К конструкционным легированным сталям могут быть отнесены также рессорно-пружинные, шарикоподшипниковые, износостойкие и др.

Рессорно-пружинные стали

Рессорно-пружинные стали обладают высоким пределом текучести и высоким пределом выносливости при достаточной вязкости и пластичности. Для сталей, содержащих не менее 0,5 % С, это достигается закалкой с последующим средним отпуском (300…400 С).

К легированным рессорно-пружинным сталям относятся марганцевые (60Г, 65Г) и кремнистые (55С2, 60С2), идущие для изготовления плоских и круглых пружин, рессор, пружинных колец и других деталей, от которых требуются высокие упругие свойства и повышенное сопротивление износу.

Широкое применение на транспорте нашли кремнистые стали (55С2, 60С2А, 70С3А), хромованадиевые (50ХФА, 50ХГФА), применяющиеся для ответственных клапанных пружин, рессор легковых автомобилей и торсионных валов ткацких станков; сальниковых пружин, для пружин, работающих при повышенных температурах (до 300 С) и переменных нагрузках.

Термическая обработка легированных пружинных сталей (закалка 850…880 С, отпуск 380…550 С) обеспечивает получение высоких пределов прочности (В = 1200…1900 МПа) и текучести (0,2 = 1100…1700 МПа).

Пружины и упругие элементы специального назначения изготавливают из высокохромистых мартенситных (30Х13), мартенситно-стареющих (03Х12Н10Д2Т, аустенитных нержавеющих (12Х18Н10Т), аустенитомартенситных (09Х15Н8Ю) и других сталей и сплавов.

Максимальный предел выносливости получают при термической обработке на твердость HRC 42…48. Существенное (до двух раз) повышение предела выносливости рессор достигается их поверхностным наклепом посредством дробеструйной или гидроабразивной обработки, в процессе которой в поверхностном слое деталей наводятся остаточные напряжения сжатия (снижающие при эксплуатации деталей общий уровень напряжений растяжения в указанном слое).

Для изготовления пружин также используют холоднотянутую проволоку (или ленту) из высокоуглеродистых сталей 65, 65Г, 70, У8, У10 и др.

Шарикоподшипниковые стали

Основной причиной выхода из строя подшипников качения является контактная усталость металла, проявляющаяся в выкрашивании частиц и отслаивании тонких пластин с рабочих поверхностей деталей (явление шелушения). На контактных поверхностях возникают мелкие «язвы». Шарикоподшипниковая сталь должна обладать высокой твердостью, прочностью и контактной выносливостью, что достигается ее очисткой от неметаллических включений и уменьшением пористости посредством электрошлакового или вакуумно-дугового переплава.

Для изготовления подшипников широко используют шарикоподшипниковые (Ш) хромистые (Х) стали ШХ15 и ШХ15СГ (последующая цифра 15 указывает содержание хрома в десятых долях процента 1,5 %). Стали содержат по 1 % С. ШХ15СГ дополнительно легирована кремнием (0,5 %) и марганцем (1,05 %) для повышения прокаливаемости.

Отжиг стали на твердость порядка 190 НВ обеспечивает обрабатываемость полуфабрикатов резанием и штампуемость деталей в холодном состоянии. Закалка в масле с температур 840…860 С и отпуск при 150…170 С обеспечивает твердость стали ШХ15 равную 61…65 НRC.

Детали подшипников качения, испытывающие большие динамические нагрузки, изготавливают из сталей 20Х2Н4А и 18ХГТ с последующей их цементацией и термической обработкой. Для деталей подшипников, работающих в азотной кислоте и других агрессивных средах, используется сталь 95Х18, содержащая 0,95 % С и 18 % Cr.

6.3 Инструментальные стали

По характеру работы инструменты можно разделить на несколько групп: 1) измерительный; 2) режущий инструмент для легких условий работы (малые скорости резания); 3) режущий инструмент для тяжелых условий работы (большие скорости резания); 4) штампы.

Условия работы инструментов различных групп различаются существенно, поэтому и изготавливают их из различных сталей с нужными свойствами.

6.3.1 Стали для измерительных инструментов

Измерительные инструменты должны сохранять свою форму и размеры в течение продолжительного времени. Поэтому их следует изготавливать из сталей, имеющих высокую твердость и износостойкость. Стали должны сохранять постоянство формы и размеров в течение длительного срока службы. Кроме того, они должны хорошо обрабатываться для получения высокого класса шероховатости поверхности и иметь малую деформацию при термической обработке. Для измерительного инструмента применяют высокоуглеродистые стали У8…У12 и низколегированные стали марок Х, ХГС, ХВГ, 9ХГ, содержащие около 1 % Cu до 1,5 % Cr. Их твердость 60…64 HRC.

Для измерительных инструментов большого размера и сложной геометрии используют азотируемые стали типа 38Х2МЮА.

6.3.2 Стали для режущих инструментов

Независимо от условий работы первое требование к режущему инструменту длительное сохранение высокой твердости режущей кромки. Поэтому состав стали и термическая обработка инструмента должны обеспечивать высокую твердость (не менее 60…62 HRC) при достаточной вязкости, исключающей возможность хрупкого разрушения при случайных ударных воздействиях.

В процессе резания между инструментом и обрабатываемым металлом возникает большое трение. Поэтому второе требование высокая износостойкость, обеспечивающая сохранение режущей кромки в условиях трения.

В зависимости от скорости резания, сечения стружки и других факторов режущая кромка инструмента сильно нагревается. Третье требование к режущему инструменту высокая красностойкость, т.е. способность сохранять высокую твердость и режущую способность при продолжительном нагреве.

К инструментальным сталям относятся углеродистые стали, содержащие 0,7…1,2 % С и малолегированные, содержащие 1…1,5 % легирующих элементов.

Из сталей У7, 7ХФ изготавливают инструмент по дереву и ударный инструмент (пилы, зубила, долота, кузнечные штампы и т.д.), из сталей У8, 8ХФ матрицы, пуансоны, керны, ножи. При увеличении содержания углерода увеличивается не только твердость стали, но и износостойкость. Из сталей У9, У10, В1 делают сверла, метчики, развертки, фрезы. Из стали У13, имеющей максимальную износоустойчивость в этой группе сталей, изготавливают напильники, металлорежущий и граверный инструмент. Особо следует выделить сталь ХВ5, называемую «алмазной». Эта сталь благодаря присутствию вольфрама имеет мелкодисперсную избыточную карбидную фазу, значительно повышающую ее твердость. После закалки в воде твердость достигает 69…70 HRC. Из этой стали делают инструмент, от которого требуется длительное сохранение острой режущей кромки.

Легированные инструментальные стали, содержащие до 5 % легирующих элементов закаливают в масле, что уменьшает возможность коробления и образования закалочных трещин.

Повышенное содержание марганца (ХВГ, 9ХВСГ) уменьшает деформацию инструмента при его закалке. Легирование хромом увеличивает прокаливаемость и твердость после закалки.

Из сталей этой группы изготавливают различные инструменты от ударного до режущего. Стали 9ХС, ХВГ, ХВСГ используют для изготовления инструментов крупного сечения: сверл, разверток, протяжек диаметром 60…80 мм.

Красностойкость инструментов, как правило, не превышает 300 С, поэтому эти стали не используют для обработки с большими скоростями резания.

Быстрорежущие стали широко используют для изготовления режущего инструмента, обладающего большой твердостью и работающего при высоких скоростях резания. Быстрорежущая сталь относится к карбидному (ледебуритному) классу сталей. В их состав входят карбидообразующие элементы хром, вольфрам, ванадий, кобальт, молибден.

Высокие режущие свойства инструментов, изготовленных из быстрорежущих сталей марок Р6, Р9, Р12, Р18 связаны с высокой теплостойкостью этих сталей до 600…620 С. Резцы из быстрорежущей стали позволяют увеличить скорость резания в 2…4 раза и стойкость инструментов в 10…30 раз по сравнению с теми же характеристиками инструментов из стали с низкой теплостойкостью. Твердость стали Р18 после закалки 62…63 HRC, а после отпуска она увеличивается до 63…65 HRC.

Основными легирующими элементами во всех марках являются вольфрам и хром. Добавление ванадия повышает износостойкость инструмента, но ухудшает шлифуемость. Кобальт повышает красностойкость, но ухудшает механические свойства. Наиболее распространенными марками быстрорежущих сталей являются Р18 и Р9.

Однако вольфрам является дефицитным элементом, поэтому часто заменяется менее дефицитным молибденом. В настоящее время около 80 % от общего производства быстрорежущих сталей приходится на сталь Р6М5. Стали с молибденом идут на изготовление сверл, фрез, метчиков и плашек, разверток и зенкеров.

6.3.3 Инструментальные твердые сплавы

Сопоставление красностойкости различных инструментальных материалов показывает, что наибольшей красностойкостью (до 800…1000 С) обладают твердые сплавы (их твердость достигает 90 НRА).

В состав твердых сплавов входят дорогостоящие и дефицитные элементы, из них делают только рабочую часть инструментов, оправку изготавливают из инструментальной стали. Литые сплавы наплавляют, а металлокерамические припаивают на рабочую поверхность инструмента.

Металлокерамические сплавы получают методами порошковой металлургии. В их состав входят карбиды вольфрама и титана. Связующим является кобальт.

Недостатком твердых сплавов является большая хрупкость, что ограничивает их применение.

6.3.4 Штамповые стали

Инструмент, применяемый для обработки металлов давлением (штампы, пуансоны, матрицы, валики и т.д.) изготавливают из штамповых сталей. Так как металлы можно подвергать деформации в холодном, а также в горячем состояниях (до 900…1200 С), то различают стали для штампов холодного деформирования и стали для штампов горячего деформирования. Стали для штампов холодного деформирования. Стали для изготовления инструментов этой группы должны обладать высокой износостойкостью (высокой поверхностной твердостью), прочностью, вязкостью (чтобы воспринимать ударные нагрузки), сопротивлением деформации.

Для изготовления штампов небольших размеров (диаметром до 25 мм) используют углеродистую инструментальную сталь марок У10, У11, У12. После закалки и низкого отпуска инструмент из этих сталей будет обладать нужным комплексом свойств.

Широко используют легированные стали марок Х, Х9, ХГ, 9ХС, Х12М, Х6ВФ (фильеры, плашки и др.). Для повышения износостойкости инструмента после его термической обработки применяют иногда цианирование или хромирование рабочей поверхности. Для штампов, работающих в условиях износа и давления, применяют легированные стали глубокой прокаливаемости, например Х12, Х12Ф, ХГ3СВ и т.д.

Если штамповый инструмент испытывает ударные нагрузки, то для его изготовления используют стали, обладающие большой вязкостью (стали 4ХС4, 4ХВС, 5ХНМ, 5ХГМ и т.д.). Это достигается уменьшением содержания углерода, введением легирующих элементов, увеличивающих прокаливаемость, и соответствующей термической обработкой закалка с высоким отпуском (480…580 С). Окончательная твердость 38…45 НRC.

Стали для штампов горячего деформирования. Штампы для горячего деформирования работают в более сложных условиях. Поэтому, кроме перечисленных свойств, стали для таких штампов должны обладать жаропрочностью, красностойкостью, термостойкостью. Они должны быть также минимально чувствительными к отпускной хрупкости, так как в процессе эксплуатации может неоднократно происходить нагрев штампов до высоких температур. Кроме того, эти стали должны обладать и хорошей теплопроводностью, чтобы тепло быстро отводилось от рабочей поверхности, и т.д.

Если штампы испытывают большие ударные нагрузки (например, ковочные штампы), то для их изготовления используют стали, содержащие 0,5…0,6 % С, легированные элементами, увеличивающими прокаливаемость и вязкость (хром, никель, марганец). Для уменьшения склонности к отпускной хрупкости II рода вводят молибден или вольфрам. Это стали 5ХНМ, 5ХНВ, 5ХНТ, 5ХНСВ и т.д.

Закалку осуществляют с 760…820 С, охлаждающая среда зависит от размеров штампов. Температура отпуска составляет 460…580 С, твердость 35…45 HRC.

Инструмент для горячей протяжки, высадки и прессования нагревается в работе до более высоких температур. Для такого инструмента использую стали с повышенным содержанием вольфрама, обладающие красностойкостью до 650…670 С. Это стали марок 3Х2В8, 4Х5В2ФС, 4Х4В4ФМ, 6ХВ2С и др.

6.4 Стали и сплавы с особыми свойствами

К сталям и сплавам с особыми свойствами относятся: коррозионно-стойкие, жаропрочные, жаростойкие и теплоустойчивые стали и сплавы.

6.4.1 Нержавеющие стали и сплавы

Разрушение металлов и сплавов в результате химического или электрохимического воздействия на их поверхность внешней агрессивной среды называется коррозией.

Коррозия, как правило, сопровождается образованием на поверхности металла продуктов коррозионного разрушения. Так, например, на поверхности железных сплавов в результате коррозии образуется ржавчина, имеющая бурый цвет.

Сталь, стойкую против атмосферной коррозии, называют нержавеющей. Сталь или сплав, имеющие высокую стойкость при коррозионном воздействии кислот, солей, щелочей и других агрессивных сред, называют кислотостойкими.

Коррозионно-стойкие (нержавеющие) стали обладают высокой стойкостью против коррозии в агрессивных средах (влажная атмосфера, морская вода, кислоты, растворы солей, щелочей и др.).

Углеродистые и низколегированные стали неустойчивы против коррозии. Для повышения антикоррозионных свойств в сталь добавляют хром (12…27 %), а в некоторых случаях и никель (2,8…11 %). Наибольшую коррозионную стойкость сталь приобретает после соответствующей термической обработки.

6.4.2 Хромистые нержавеющие стали

Коррозионная стойкость хромистых нержавеющих сталей объясняется образованием на поверхности защитной плотной пассивной пленки окисла Cr2O3. Такая пленка образуется только при содержании хрома более 12 % (ат.).

Стали 08Х13 и 12Х13 обладают повышенной пластичностью и их используют для изготовления деталей, подвергающихся ударным нагрузкам (турбинные лопатки, арматура крекинг-установок, предметы домашнего обихода и т.д.).

Из сталей 30Х13 и 40Х13 после термической обработки делают измерительный и медицинский инструменты, пружины и другие коррозионностойкие детали, от которых требуется высокая твердость или прочность.

Стали, содержащие 17 и 25…28 % Cr, обладают более высокой коррозионной стойкостью. Их применяют для изготовления аппаратуры, работающей в таких агрессивных средах, как дымящаяся азотная кислота, фосфорная кислота, делают коррозионностойкую аппаратуру химической и пищевой промышленности. Из стали 12Х17 изготавливают теплообменники для горячих нитрозных газов, трубопроводы и баки для кислот и т.д.

Для изготовления шарикоподшипников, работающих в агрессивных средах, используют сталь 95Х18 (0,9…1,0 % С, 17…19 % Cr).

6.4.3. Хромоникелевые нержавеющие стали

Никель относится к числу металлов, легко приобретающих пассивность, хотя его пассивирующая способность меньше хрома и молибдена. Добавление никеля к железу в количестве 1/8 моля улучшает коррозионную стойкость сплава в серной кислоте. При концентрации никеля 2/8 моля коррозионная стойкость повышается еще больше.

Хромоникелевые стали в зависимости от состава и структуры подразделяются на стали аустенитного, аустенитно-мартенситного и аустенитно-ферритного классов.

Чем ниже содержание углерода, тем выше коррозионные свойства нержавеющих сталей.

Хромоникелевые нержавеющие стали, имеющие аустенитную структуру, 04Х18Н10, 12Х18Н9Т и др., обладают более высокой коррозионной стойкостью, лучшими технологическими свойствами по сравнению с хромистыми нержавеющими сталями, в частности лучше свариваются. Они сохраняют прочность до более высоких температур и в то же время аустенитные стали не теряют пластичности при низких температурах. Но так же, как и хромистые, хромоникелевые стали коррозионностойки в окислительных средах. Основным элементом, повышающим потенциал железа, также является хром, поэтому его содержание должно быть > 13 %. Никель только дополнительно повышает коррозионную стойкость сталей.

Большинство хромоникелевых нержавеющих сталей относится к аустенитному классу: 04Х18Н10, 12Х18Н9Т и др. Эти стали пластичны, хорошо свариваются, обладают повышенной жаропрочностью, коррозионностойки во многих средах, имеющих среднюю активность. Сталь 12Х18Н10Т наиболее дешевая и поэтому чаще употребляемая.

Для большей гомогенности хромоникелевые стали подвергают закалке с 1050…1100 С в воде. При этом получают В 500600 МПа (50…60 кгс/мм2) и = 3545 %. Эти стали упрочняют холодной пластической деформацией.

Дополнительное легирование хромоникелевых сталей молибденом и медью повышает их коррозионную стойкость и кислотостойкость. Иногда в эти стали вводят в небольших количествах титан и алюминий, которые, образуя дисперсные интерметаллиды типа N3(Ti, Al), упрочняют аустенит.

Аустенитно-мартенситные стали (стали переходного класса) имеют бoьшую склонность к коррозии по сравнению с аустенитными сталями, но превосходят их по прочности [В = 12001300 МПа (120…130 кгс/мм2)]. К сталям переходного класса относятся стали 09Х15Н8Ю, 09Х17Н7Ю, 08Х17Н5М3.

После термической обработки стали переходного класса имеют наибольшую прочность. Такие стали используют для создания легких конструкций, обладающих высоким сопротивлением коррозионному разрушению.

Аустенитно-ферритные стали предложены как заменители хромоникелевых сталей типа Х18Н8 с целью экономии никеля. К этому классу относятся стали 12Х21Н5Т и 08Х22Н6Т. Аустенитно-ферритные стали при комнатных температурах имеют прочность и твердость выше, чем стали типа 18-8, но пластичность и ударная вязкость у них ниже. Эти стали не обладают стабильностью свойств: их свойства зависят от соотношения ферритной и аустенитной фаз.

6.4.4 Жаропрочные стали и сплавы

При длительной работе под нагрузкой, не превышающей предела текучести, и нагреве до температур около 0,4…0,5 или более от абсолютной температуры плавления Тпл металл испытывает медленную пластическую деформацию. Такая деформация называется ползучестью или крипом.

При деформации нагретого металла в нем развиваются два противоположных процесса: упрочнение за счет наклепа при пластической деформации и разупрочнение в результате рекристаллизации. Если второй процесс преобладает, то в металле начинает развиваться диффузионное разупрочнение отдых, коагуляция фаз, рекристаллизация, способствующие ползучести.

Жаропрочностью называется способность материала сопротивляться деформации и разрушению при высоких температурах. Основными критериями жаропрочности металлов является предел ползучести и предел длительной прочности.

Пределом длительной прочности называют напряжение, которое приводит к разрушению образца при заданной температуре за определенное время, соответствующее условиям эксплуатации изделий.

Пределом ползучести называют напряжение, вызывающее заданную суммарную деформацию за определенное время при заданной температуре.

Срок службы, на который рассчитана машина или механизм, определяет выбор критерия жаропрочности и материала для их изготовления.

Различают следующие виды жаропрочных конструкционных сталей.

Мартенситные стали. Стали мартенситного класса используют для изготовления деталей энергетического оборудования (лопатки, диафрагмы, турбинные диски, роторы), длительно работающих при температурах 600…620 С. Стали более значительно легированы хромом, а также вольфрамом, молибденом, ванадием (марки 15Х11МФ, 15Х12ВНМФ). Высокая жаропрочность этих сталей достигается при закалке от 1000…1050 С в масле на мартенсит с последующим отпуском на сорбит или тростит.

Клапаны выхлопа двигателей внутреннего сгорания небольшой и средней мощности изготовляют из сильхромов хромокремнистых сталей мартенситного класса типа 40Х9С2, 40Х10С2М. Клапаны более мощных двигателей изготовляют из аустенитных сталей.

Аустенитные стали. Из этих сталей изготовляют роторы, диски, лопатки газовых турбин, клапаны дизельных двигателей, работающих при температурах 600…700 С. Хромоникелевые аустенитные стали для увеличения жаропрочности дополнительно легируют вольфрамом, молибденом, ванадием, ниобием, бором и другими элементами. К жаропрочным сталям аустенитного класса относятся стали 09Х14Н16Б, 09Х14Н19В2БР, 45Х14Н14В2М.

Термообработка этих сталей состоит из закалки и старения при температурах выше эксплуатационных. При старении происходит выделение из аустенита мелкодисперсных избыточных фаз, что дополнительно увеличивает сопротивление стали ползучести.

Более высокие рабочие температуры (до 1000…1100 С и более) выдерживают так называемые суперсплавы, выплавленные на основе элементов VIII группы периодической системы никелевые, кобальтовые, железоникелевые сплавы. Их применяют при изготовлении газотурбинных двигателей для аэрокосмических и промышленных энергоустановок. Для работы при еще более высоких температурах применяют тугоплавкие металлы и керамические материалы.

6.4.5 Жаропрочные сплавы на основе никеля и тугоплавких металлов

Детали и установки, работающие при температурах выше 700 С, изготавливают из сплавов на основе никеля кобальта и тугоплавких металлов.

Сплавы на никелевой основе (содержащие более 55 % Ni) по жаропрочным свойствам превосходят лучшие жаропрочные стали. Их рабочие температуры составляют 800…1000 С. Примерно такими же, а иногда и несколько более высокими свойствами обладают сплавы на кобальтовой основе. Никелевые, а также кобальтовые сплавы обладают не только высокой жаропрочностью, но и высокой жаростойкостью.

Никелевые сплавы используют в деформированном и литом состояниях. Преимущественно их применяют в деформированном виде. По структуре эти сплавы разделяют на гомогенные (нихромы, инконели) и гетерогенные (нимоники). Общим для всех сплавов на никелевой основе является минимальное содержание углерода (0,06…0,12 %).

Эти сплавы применяют для изготовления сопловых и рабочих лопаток газотурбинных авиационных двигателей.

Нихромы. Это сплавы, основой которых является никель, а основным легирующим элементом хром (ХН60Ю, ХН78Т).

Нихромы не обладают высокой жаропрочностью, но они очень жаростойки. Поэтому их применяют для нагруженных деталей, работающих в окислительных средах, в том числе и для нагревательных элементов.

Нимоники. В состав этих сплавов, кроме хрома, добавляют титан, алюминий, молибден, вольфрам и т.д. При термической обработке они образуют с никелем (кобальтом, хромом) дисперсные интерметаллидные фазы типа (Ni, Co, Cr)3 Ti, (Ni, Co, Cr )3 Al, упрочняя нимоники.

Кобальтовые сплавы. Применяют редко ввиду большой дефицитности кобальта, хотя они по свойствам лучше никелевых. Кобальтовые сплавы обладают высокой коррозионной стойкостью и хорошим сопротивлением истиранию. Из кобальтовых сплавов детали изготавливают прецизионными методами литья. Его применяют для лопаток соплового аппарата реактивных двигателей.

Жаропрочные сплавы на основе тугоплавких металлов. К тугоплавким металлам относятся вольфрам, рений, тантал, молибден, ниобий. Сплавы на основе этих металлов обладают максимальной жаропрочностью до 2500 С.