钢的金相组织有:铁素体、渗碳体、珠光体、索氏体、托氏体、奥氏体、马氏体等,其物理机械性能如下所示。
1.铁素体 (低碳钢)
由于铁素体含碳很少,故其性能接近于纯铁,是一种很软而又很韧的组织。在切削铁素体时,虽然刀具不易被擦伤,但与刀面冷焊现象严重,使刀具产生冷焊磨损。又容易产生积屑瘤,使加工表面质量恶化。故铁素体的切削加工性并不好。通过热处理(如正火)或冷作变形,提高其硬度,降低其韧性,可使切削加工性得到改善。
2.渗碳体 (铸铁)
渗碳体的硬度很高,塑性极低,强度也很低。如钢中渗碳体含量较多,则刀具被擦伤和磨损很严重,使已加工性恶化。通过球化退火,使网状、片状的渗碳体变为小而圆的球形组织混在软基体中,使切削变得容易,从而可以改善钢的切削加工性。
3.珠光体 (45 号钢)
片状珠光体的硬度较高,刀具磨损较大,但加工表面光洁,粗糙度小。球状珠光体的硬度较低,刀具的磨损较小,刀具使用寿命长。由于珠光体的硬度、强度和塑性都比较适中,当钢中珠光体与铁素体数量相近时,其切削加工性良好。
4.索氏体和托氏体(细片层珠光体)
索氏体是细珠光物组织,硬度和强度比一般珠光体高,而塑性有所降低。托氏体是极细的珠光体组织,硬度和强度进一步提高,塑性进一步降低。这两种组织中,渗碳体高度弥散,塑性较低,在精加工时可得到良好的已加工表面质量。但其硬度较高,故比较难加工,切削速度必须适当降低。
5.马氏体(淬火钢)
马氏体的特点是呈针状分布,它具有很高的硬度和抗拉强度,但塑性和韧性很低。马氏体的切削加工性很差。具有马氏体组织的淬火钢很难用普通刀具材料进行切削加工,通常是采用磨削。
6.奥氏体(不锈钢)
奥氏体的硬度并不高,但塑性和韧性很高,切削时变形、加工硬化以及与刀面之间的冷焊都很严重,因此切削加工性较差。
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