В связи с возрастающим дефицитом основных легирующих элементов (W, Mo, Co, V) становится актуальным проведение работ по созданию более экономнолегированных быстрорежущих сталей, чем сталь «базовой» производительности Р6М5, применяемой для обработки при обычных скоростях резания углеродистых и среднелегированных конструкционных сталей с прочностью 900…1000 МПа (HB 150…200), а также нержавеющих сталей.

Как известно, в литой стали типа Р3АМ3Ф2 кристаллизируются карбиды типа М₆С, МС и М₂С которые могут образовывать эвтектические колонии. Такая структура определяется концентрацией ванадия и суммарным содержанием вольфрама и молибдена, то есть количеством карбидообразующих элементов и их соотношением. После проведения термической обработки, как правило, карбид М₂С распадается на М₆С и МС.

Дополнительное легирование ниобием не приводит к изменению типа карбидов в литом состоянии. Однако в структуре отсутствуют карбиды типа М₆С, которые заменены вновь появившимися карбидами на основе титана и ниобия. Также карбид типа VC стал дополнительно легированным титаном и ниобием.

Введение титана вызывает увеличение его количества в карбидах МС, а такжедолегирование карбидов в которых наблюдалось его отсутствие. Дополнительное легирование Ti приводит к зарождению карбида типа М₆С и исчезновению М₂С и МС (NbC). Зафиксированы эвтектические карбиды М₆С, формированию которых, как следует предположить, способствует комплексное легирование титаном и ниобием, что также приводит к появлению сложнолегированного титано-ниобиевого карбида МС ((TiNb)C). Таким образом, повышение легирования стали имеет следствие к увеличению элементов в карбидах, а значит и к возможности увеличения свойств стали.

После прохождения полного цикла термической обработки природа карбидной фазы изменяется. Так, в стали распадаются карбиды М₂С и образовываются карбиды типа М₆С, однако при этом первичные карбиды типа МС остаются неизменны. Такое поведение фазового состава есть закономерным и прогнозированным. Карбид NbC имеет типичную форму шестигранников, которые расположены равномерно по площади шлифа. Также наблюдаются перьевые ответвления от шестигранников, которые классифицируются как карбид М₂С, такое строение объясняется условиями кристаллизации из жидко-твердого состояния.

В стали Р3АМ3Ф2Б1Т1, после термической обработки, имеет место прохождение распада карбида М₂С, однако карбид типа М₆С присутствовал и в литом состоянии. Наряду с TiC, образовывается «сложный» карбид типа (TiNb)C. Форма его существенно отличается от TiC, она приобретает очертания трех-, пяти-, а иногда шестигранников. Количество ниобия в нем находится на максимальном уровне с относительно большим количеством титана, что может привести к существенному увеличению эксплуатационных свойств материала.

Сравнительные испытания стойкости инструмента из экспериментальных сталей и классической быстрорежущей стали Р6М5 проводили при различных режимах резания на конструкционных материалах. Анализ полученных результатов показал незначительный разброс в показателях. Так при работе инструмента из стали Р3АМ3Ф2Б1Т только в трех случаях результаты стойкости ниже инструмента из классической стали, а при резании инструментом из стали Р3АМ3Ф2Б1Т1 – в двух режимах ниже Р6М5 (однако относительная стойкость в этих случаях не ниже 94%).