典型難加工材料的物理機械性能及切削性能
隨著材料科學技術的進步和材料制備技術的不斷改進
，大量新型材料涌現(xiàn)于生產領域。這些材料大多具有較好的綜合物理機械性能
，但金屬切削性能極差
，因此在生產中被稱為難加工材料。難加工材料獨特的力學性能給切削加工帶來了諸多困難
，尤其是在超細長深孔加工中
，已成為生產中的技術瓶頸。本章重點介紹幾種典型難加工材料的物理機械性能及切削性能
。
3.1 金屬切削加工性的基本概念
3.1.1 金屬材料切削加工性的衡量指標
金屬材料的切削加工性是指在一定的切削條件下
，金屬被切削加工的難易程度。切削加工的難易程度取決于切削工藝的條件和要求
。金屬材料的切削加工性是一個相對概念
，一般用表面質量、刀具耐用度
、比切削力和切屑控制四個指標來衡量
。1. 加工表面質量
通常用機械零件的表面粗糙度來衡量金屬材料的切削加工性。零件加工后的表面粗糙度越小
，其切削加工性越高
。對于有特殊要求的精密零件，則用加工表面變質層的深度
、殘余應力和硬化程度來衡量其切削加工性
。這主要是因為變質層的深度、殘余應力和硬化程度直接影響零件形狀尺寸的穩(wěn)??定性
、磁導率
、電導率和抗蠕變性能。
2. 刀具耐用度
刀具耐用度用于衡量金屬材料的切削加工性
。刀具耐用度是指一把新刃刀具從開始切削到磨損達到刀具鈍化標準為止的總切削時間
。刀具耐用度指標可分為三種情況：
（1）在刀具耐用度相同的條件下，考察切削工件材料的允許切削速度
。該指標是衡量切削加工性的常用指標
。許用切削速度用Vr表示
，其含義為：當?shù)毒邏勖鼮門(min)時，切削金屬材料所允許的切削速度值
。vy值越大
，工件的切削加工性越好。一般情況下
，T=60min
；對于難切削材料，T=30min或T=15min
。若T=60min
，切削速度vy可表示為v60。
（2）在相同切削條件下
，考察工件材料的刀具壽命值
。刀具壽命值越大，工件的切削加工性越好
。
（3）在相同切削條件下
，考察工件材料達到刀具磨鈍標準時切除的金屬體積。金屬切削量越大
，工件的切削加工性越好
。
3. 單位切削力 當機床功率不足或機床-夾具-刀具-工件系統(tǒng)剛性不夠時，常用單位切削力來衡量工件的切削加工性
。
4. 切屑控制難度
有效控制切屑流并可靠斷屑表明切削加工性良好
，例如在深孔鉆削、深孔鏜削和深孔套料加工中
。反之
，切削加工性差則切削加工性差。實際生產中
，常用相對切削加工性來衡量被加工金屬的切削加工性。以45號鋼（硬度170-229 HB
，強度θ = 0.637 GPa）的V60值作為基準
，記為（V60）。被加工其他金屬的V60值與（V60）的比值k稱為相對切削加工性：ky = V60/（V60）j
。
常用金屬材料的相對切削加工性可分為八個等級
，如表3.1所示。
3.1.2 影響金屬材料切削加工性的因素
金屬材料的切削加工性與其物理機械性能
、化學成分
、熱處理工藝等因素有關。狀態(tài)
、金相組織
、加工要求和加工條件
。
1. 硬度
1) 工件材料室溫硬度的影響
一般而言，同一類型的材料
，硬度越高
，切削加工性越差。材料硬度高時
