材料的化学成分对切削加工性有什么影响?

工件材料中合金元素含量增加，是提高材料的强度、耐热性、耐蚀性的有效方法。但许多合金元素本身就具备这样的性能。它们形成金属间化合物，并与碳、氮、硼等形成硬度很高的碳化物、氮化物、硼化物等硬质相。合金元素进入固溶体，使基体强化，固溶强化的合金又有硬质相补充强化，使材料的高温强度提高，因此切削加工就更加困难。所以，材料中的化学成分与配比，是影响材料力学性能、物理性能、热处理性能、金相组织和切削加工性的根本因素。

(1)碳(C)材料中含碳量的多少，对材料的性能影响较大。碳素钢的强度和硬度随含碳量的增加而提高，塑性和韧性随含碳量的增加而降低。含碳量太低或太高，材料的切削加工性都较差。只有含碳量适中时(0.4%~0.5% ),切削加工性较好。

(2)铬(Cr)铬能提高材料的强度、硬度和耐磨性。钢中铬的质量分数<26%时，韧性随含铬量的增加而提高。钢中铬的质量分数>26%时，韧性急剧下降。钢中含铬容易获得较低的表面粗糙度值。

(3)镍(Ni)镍能提高材料的韧性和耐热性，但材料的热导率明显下降，使加工性变差。当镍的质量分数超过8%时,形成奥氏体钢，使加工硬化严重。

(4)钒(V)钒能形成碳化物，使钢的组织细密。材料含碳量低时，对材料的硬度和强度提高不明显。当材料含碳量适中时，能提高材料的硬度和强度，改善钢的塑性和韧性。当钢中钒的质量分数增多( >2%)时，使磨削加工性变得极差。

(5)钼(Mo)钼能形成碳化物，提高钢的硬度、强度和韧性，降低塑性。当含钥量在0.15%~0.4%时，对切削加工性有所改善。当钼含量>0.5%时，切削加工性将变差，而且热导率降低。

(6)钨(W) 对材料的热强性和高温强度的提高有明显作用。钢中加入钨，能提高材料的硬度和强度，但热导率却明显下降，加工性变差。

(7)锰(Mn)锰能提高材料的硬度和强度，但韧性下降，有利于材料的加工性，一般锰的质量分数在0.7%~1%为佳。当锰的质量分数> 1. 5%时，材料的切削加工性将变差。

(8)硅(Si) 硅在铁素体中固溶，故能提高钢的硬度。当硅的质量分数<1%时，在钢的硬度提高的同时，塑性下降得很少，对切削加工不利。硅能使材料的热导率下降，使切削区温度升高，而加剧刀具磨损。

(9)钛(Ti)钛是易于形成碳化物的元素。高温合金的切削加工性受到剩钛(超过含碳量的5倍)的影响，此时形成高度弥散的钛与镍的金属间化合物，强化了合金，所以材料的切削加工性很差。

(10)氧(0)钢中含微量氧，能与其他合金元素化合成硬质的夹杂物，如SiO、Al0、TiO等，对刀具有强烈的摩擦作用，加剧刀具磨损，降低了材料的切削加工性。

(11)硫(S)、硒(Pd)、铅(Pb)、铋(Bi)在钢中加人少量的这些元素，将成为易切钢。

(12)磷(P)能使钢的硬度提高，但韧性下降。从改善材料的切削加工性出发，钢中磷的质量分数控制在0.15%以下，有利于切屑折断和降低工件表面粗糙度值。

(13)铅(Pb)它在钢中不固溶，呈单相微粒分布，破坏了铁素体的连续性，且有润滑作用，因为减小刀具磨损，使切屑容易折断，而改善了材料的切削加工性。

(14)氮(N)它在钢中形成硬脆的氮化物，使切削加工性变差。

(15)铬(Cr)、钒(V)、锰(Mn)、磷(P)、硫(S)是阻碍铸铁石墨化而降低铸铁切削加工性的元素。而硅(Si)、铝(Al)、铜(Cu)、镍(Ni)是促进铸铁石墨化的元素，而提高了铸铁的切削加工性。