Твердые спла́вы — материалы, обладающие высокой твердостью, износостойкостью и способностью сохранять эти свойства при нагревании до высоких температур. В зависимости от способа получения различают литые и спеченные сплавы. Изделия из спеченных твердых сплавов получают методами порошковой металлургии, а литые твердые сплавы предназначены для наплавки на оснащаемый инструмент и проходят не только механическую, но часто и термическую обработку (закалка, отжиг, старение). Порошковые твердые сплавы закрепляются на оснащаемом инструменте методами пайки или механическим закреплением.
Литые твердые сплавы получают методом плавки и литья. К ним относится большая группа твердых сплавов, напыляемых или наплавляемых на детали механизмов и машин, подверженных абразивному износу, эрозии или коррозии, например стеллиты (на основе кобальта с добавками хрома, вольфрама, никеля, углерода), сормайты (на основе железа с добавками хрома, никеля, углерода), стеллитоподобные сплавы (на основе никеля). Наплавкой литого твердого сплава можно в несколько раз повысить стойкость деталей, работающих на износ. В зависимости от состава твердые сплавы различают по металлам карбидов, в них присутствующих: вольфрамовые (примером литого твердого сплава на основе вольфрама является рэлит), вольфрамокобальтовые (вольфрамоникелевые), содержащие карбид вольфрама с кобальтовой (никелевой) связующей фазой, титановольфрамовые, титановольфрамокобальтовые; титанотанталовольфрамокобальтовые; титанотанталовольфрамовые, безвольфрамовые.
Вольфрамокобальтовые (вольфрамоникелевые) сплавы состава WC-Co или WC-Ni характеризуются сочетанием высоких значений прочности, модуля упругости, остаточной деформации с высокой теплопроводностью и электропроводностью. Титановольфрамокобальтовые сплавы состава TiC-WC-Co менее прочны и имеют меньшее значение модуля упругости, чем вольфрамокобальтовые или вольфрамоникелевые сплавы, однако, превосходят их по стойкости к окислению, твердости и жаропрочности. Титанотанталовольфрамокобальтовые сплавы состава TiC-TaC-WC-Co характеризуются прочностью, вязкостью, твердостью. Безвольфрамовые твердые сплавы состава TiC-Ni-Mo или Ti(C, N)-Ni-Mo обладают наибольшим коэффициентом термического расширения, наименьшей плотностью и теплопроводностью.
В качестве легирующих добавок в твердые сплавы вводят карбиды, нитриды и карбонитриды ниобия, ванадия, гафния, хрома, молибдена, циркония. Карбиды и нитриды переходных металлов четвертой-шестой групп в твердых сплавах представляют собой, как правило, фазы внедрения. Увеличение зерна карбидной фазы в твердых сплавах приводит к увеличению пластичности, трещиностойкости, прочности при изгибе и к уменьшению износостойкости, прочности при сжатии, твердости. Присутствие в твердом сплаве структурно свободного углерода или двойного карбида металла-связки и тугоплавкого металла приводит к уменьшению твердости и прочности при изгибе.
Более дешевые безвольфрамовые твердые сплавы обладают высокими эксплуатационными характеристиками, в частности, твердые сплавы на основе карбонитрида титана с никель-молибденовым сплавом в качестве связующего металла, сплавы на основе карбида титана, а также твердые сплавы на основе боридов. Безвольфрамовые сплавы применяются для наплавки рабочих поверхностей, подвергающихся значительному износу, например, штампов, матриц, пуансонов, калибров, шаблонов, деталей машин и механизмов, работающих на трение. Наплавленный слой обладает высокой износостойкостью до температур 600-700 ?С и поддается термообработке. Из твердых сплавов изготовляют рабочую часть режущих инструментов для обработки чугуна, стали и сплавов, цветных металлов, стеклопластиков, пластмасс, дерева, обработки металлов давлением, изготовления горно-бурового и угледобывающего инструмента, а также износостойких конструкционных деталей, приборов и аппаратов.