K417概述
K417是鎳基沉淀硬化型等軸晶鑄造高溫合金，使用溫度在950℃以下。合金中的鋁和鈦元素含量很高，形成的時(shí)效強(qiáng)化相Y約占合金的65%—70%。合金的強(qiáng)度高、塑性好，并具有密度低、比強(qiáng)度高的特點(diǎn)。主要產(chǎn)品有渦輪葉片、導(dǎo)向葉片、渦輪增壓器轉(zhuǎn)子葉輪等精密鑄件。
K417物理性能：
熔點(diǎn)：1260℃~1340℃；
密度：ρ=7.8g/cm3

K417鋼是一種高強(qiáng)度、高硬度的鋼，常用于制造高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)件和武器，因此也被稱為“高強(qiáng)度鋼”或“高強(qiáng)度合金鋼”。這種鋼的化學(xué)成分主要包括碳(C)、硅(Si)、錳(Mn)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鎢(W)和鉬(Mo),其中碳是這種鋼的主要合金元素，達(dá)到0.6%以上，其余所有元素都是在1%以下的。

K417鋼的高強(qiáng)度和堅(jiān)硬是由于它的合金成分和加工過(guò)程決定的。這種鋼中含有錳和鎳，這些元素可以增強(qiáng)鋼的強(qiáng)度和硬度，同時(shí)也可以減少鋼的腐蝕和疲勞裂紋。K417鋼還經(jīng)過(guò)冷加工和熱處理工藝，可以形成高強(qiáng)度的組織和硬度。

K417鋼的冷加工是通過(guò)冷軋和冷拔實(shí)現(xiàn)的。在冷軋過(guò)程中，鋼被軋成非常薄的板卷，然后進(jìn)行退火和回火處理，以提高鋼的強(qiáng)度和硬度。在冷拔過(guò)程中，鋼被拉成非常長(zhǎng)的絲狀或條狀物，再進(jìn)行退火和回火處理，K417鋼是一種高強(qiáng)度、高硬度的鋼，常用于制造高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)件和武器，因此也被稱為“高強(qiáng)度鋼”或“高強(qiáng)度合金鋼”。這種鋼的化學(xué)成分主要包括碳(C)、硅(Si)、錳(Mn)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鎢(W)和鉬(Mo)，其中碳是這種鋼的主要合金元素，達(dá)到0.6%以上，其余所有元素都是在1%以下的。

K417鋼的高強(qiáng)度和堅(jiān)硬是由于它的合金成分和加工過(guò)程決定的。這種鋼中含有錳和鎳，這些元素可以增強(qiáng)鋼的強(qiáng)度和硬度，同時(shí)也可以減少鋼的腐蝕和疲勞裂紋。K417鋼還經(jīng)過(guò)冷加工和熱處理工藝，可以形成高強(qiáng)度的組織和硬度。

K417鋼的冷加工是通過(guò)冷軋和冷拔實(shí)現(xiàn)的。在冷軋過(guò)程中，鋼被軋成非常薄的板卷，然后進(jìn)行退火和回火處理，以提高鋼的強(qiáng)度和硬度。在冷拔過(guò)程中，鋼被拉成非常長(zhǎng)的絲狀或條狀物，再進(jìn)行退火和回火處理，以高強(qiáng)度K417鋼是一種高強(qiáng)度、高硬度的鋼，常用于制造高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)件和武器，因此也被稱為“高強(qiáng)度鋼”或“高強(qiáng)度合金鋼”。這種鋼的化學(xué)成分主要包括碳(C)、硅(Si)、錳(Mn)、鉻(Cr)、鎳(Ni)、鎢(W)和鉬(Mo)，其中碳是這種鋼的主要合金元素，達(dá)到0.6%以上，其余所有元素都是在1%以下的。

K417鋼的高強(qiáng)度和堅(jiān)硬是由于它的合金成分和加工過(guò)程決定的。這種鋼中含有錳和鎳，這些元素可以增強(qiáng)鋼的強(qiáng)度和硬度，同時(shí)也可以減少鋼的腐蝕和疲勞裂紋。K417鋼還經(jīng)過(guò)冷加工和熱處理工藝，可以形成高強(qiáng)度的組織和硬度。

K417鋼的冷加工是通過(guò)冷軋和冷拔實(shí)現(xiàn)的。在冷軋過(guò)程中，鋼被軋成非常薄的板卷，然后進(jìn)行退火和回火處理，以提高鋼的強(qiáng)度和硬度。在冷拔過(guò)程中，鋼被拉成非常長(zhǎng)的絲狀或條狀物，再進(jìn)行退火和回火處理，以形成高強(qiáng)度的表面的硬度。

K417鋼的熱處理工藝也非常獨(dú)特。這種鋼在生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)歷了高溫處理，以去除多余的合金元素，然后進(jìn)行退火和回火處理，以獲得所需的強(qiáng)度和硬度。在生產(chǎn)過(guò)程中，這種鋼還需要經(jīng)過(guò)多次冷加工和熱處理，以獲得所需的組織和性能。

K417鋼是一種非常重要的高強(qiáng)度合金鋼，被廣泛用于制造各種高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)件和武器。K417鋼的高強(qiáng)度和堅(jiān)硬使得它非常適用于高強(qiáng)度機(jī)械和武器的設(shè)計(jì)，能夠承受高速運(yùn)動(dòng)和磨損，同時(shí)也可以保護(hù)結(jié)構(gòu)和部件不受腐蝕。

今天，K417鋼已經(jīng)成為了一種全球通用的高強(qiáng)度鋼，代表著現(xiàn)代工業(yè)的重要發(fā)展方向。

鑄造高溫合金歸于最難切削的材料之一，其可加工性取決于合金中耐熱的化學(xué)元素組成。合金所含強(qiáng)化相越多，渙散程度越大，其高溫強(qiáng)度就越好，但切削也更加困難。鑄造高溫合金中含有很多高純度、安排致密的奧氏體固溶體，但奧氏體安排晶格滑移系數(shù)和塑性變形較大，切削時(shí)塑性變形區(qū)晶格畸變嚴(yán)峻，然后導(dǎo)致其硬度較高，再加上高溫合金華夏子結(jié)合非常安穩(wěn)，變形抗力大，導(dǎo)致加工時(shí)需要較大的切削力。此外，鑄造高溫合金的軟化溫度較高，軟化速率較低，冷作硬化現(xiàn)象嚴(yán)峻，在切削時(shí)塑性變形大，刀具與切屑之間摩擦而發(fā)生大量的切削熱。因其導(dǎo)熱系數(shù)較低，導(dǎo)致切削區(qū)域的切削溫度較高，在高溫下工件容易變形而使加工精度難以確保。這些特性極大地增加了鑄造高溫合金的切削加工難度。
目前，關(guān)于Ｋ４１７高溫合金的切削加工研討尚不充足，導(dǎo)致實(shí)踐出產(chǎn)加工中遇到很多困難。為此，本文選取不同刀具以及不同切削參數(shù)對(duì)Ｋ４１７高溫合金進(jìn)行車削實(shí)驗(yàn)，探求不同加工條件下Ｋ４１７高溫合金已加工外表粗糙度、圓柱度以及刀具磨損情況的影響和規(guī)律，以進(jìn)步Ｋ４１７高溫合金的加工效率。
2實(shí)驗(yàn)條件
2.1實(shí)驗(yàn)材料及刀具
實(shí)驗(yàn)采用８０ｍｍ×２４０ｍｍ的Ｋ４１７鎳基高溫合金棒料和ＳＫ５０Ｐ數(shù)控機(jī)床。機(jī)床主軸轉(zhuǎn)速為２１～１６２０ｒ／ｍｉｎ，主軸最大扭矩為８００Ｎ·ｍ。切削冷卻方式采用巴索油氣霧切削油ＶａｓｃｏｍｉｌｌＭＭＳＦＡ１２冷卻。實(shí)驗(yàn)共選用４種類型的刀具進(jìn)行比照實(shí)驗(yàn)，包括３種不同ＰＣＢＮ材質(zhì)和１種硬質(zhì)合金材質(zhì)車刀片。實(shí)驗(yàn)所用刀具類型和材質(zhì)見(jiàn)表１。

2.2實(shí)驗(yàn)過(guò)程及方法
硬質(zhì)合金車刀切削時(shí)轉(zhuǎn)速不宜過(guò)高，所以前兩次實(shí)驗(yàn)先在低轉(zhuǎn)速的情況下別離運(yùn)用硬質(zhì)合金刀片和ＰＣＢＮ刀片進(jìn)行對(duì)比實(shí)驗(yàn)。第一次實(shí)驗(yàn)運(yùn)用
ＣＮＭＧ１２０４０８ＮＭＳＷＳＭ２０硬質(zhì)合金刀片，每段加工長(zhǎng)度為２５ｍｍ，切削參數(shù)見(jiàn)表２。第二次實(shí)驗(yàn)運(yùn)用ＣＮＧＡ１２０４０８ＥＭ２ＷＢＳ１ＰＣＢＮ刀片，每段加工長(zhǎng)度為３０ｍｍ，切削參數(shù)見(jiàn)表３。現(xiàn)有文獻(xiàn)及研究結(jié)果表明，ＰＣＢＮ刀片在高轉(zhuǎn)速條件下切削時(shí)，切削加工表現(xiàn)更好，所今后兩次實(shí)驗(yàn)運(yùn)用兩種不同的ＰＣＢＮ刀片進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)。第三次試驗(yàn)使用ＴＣＧＷ１１０３０４Ｓ０１０２０Ｆ７０１５ＰＣＢＮ刀片，每段加工長(zhǎng)度為２０ｍｍ，選用正交實(shí)驗(yàn)方法，其正交實(shí)驗(yàn)要素水平見(jiàn)表４。第四次實(shí)驗(yàn)運(yùn)用ＴＣＧＷ１１０３０４Ｓ０１５３０Ｆ７０２５ＰＣＢＮ刀片，每段加工長(zhǎng)度為２０ｍｍ，選用正交實(shí)驗(yàn)方法，其正交實(shí)驗(yàn)要素水平見(jiàn)５。
2.3檢測(cè)手段與辦法
選用ＳＴ７５０Ｄ粗糙度丈量?jī)x進(jìn)行加工表面粗糙度丈量，選用ＰＭＭＣＵｌｔｒａ１２．１０．０７三坐標(biāo)丈量?jī)x丈量圓柱度，選用ＺＷＳＰ２ＫＣＨ光學(xué)顯微鏡觀測(cè)刀具磨損量，并通過(guò)刀具前刀面和后刀面的磨損情況
比照不同切削參數(shù)下的刀具磨損程度。
3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
3.1　單因素實(shí)驗(yàn)
采用瓦爾特硬質(zhì)合金刀片切削Ｋ４１７鎳基高溫合金，切削參數(shù)對(duì)外表粗糙度的影響見(jiàn)圖１。能夠看出：在低速切削時(shí)，外表粗糙度隨切削速度添加而增大，增長(zhǎng)速度先快后慢；外表粗糙度隨進(jìn)給速度增大而增大，增長(zhǎng)速度相對(duì)均勻。但硬質(zhì)合金刀片在切削過(guò)程中磨損較為嚴(yán)峻，乃至出現(xiàn)崩刃現(xiàn)象。
實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析在切削速度偏低時(shí)，刀具后刀面磨損嚴(yán)重，前刀面清晰可見(jiàn)脫落形成的月牙洼（見(jiàn)圖２）；在切削速度偏高時(shí)，甚至呈現(xiàn)刀尖崩刃現(xiàn)象（見(jiàn)圖３）。由此可見(jiàn)，硬質(zhì)合金刀具切削Ｋ４１７高溫合金時(shí)磨損程度較大，并不適用于此材料的切削加工。選用瓦爾特ＰＣＢＮ刀片切削Ｋ４１７鎳基高溫合金，切削參數(shù)對(duì)外表粗糙度的影響見(jiàn)圖４。能夠看出：低速切削時(shí)，隨切削速度ｖｃ的增大，外表粗糙度的改變趨勢(shì)是先減小后增大；當(dāng)切削速度到達(dá)一定程度后，外表粗糙度再跟著切削速度ｖｃ的增大而減小。這是由于在切削速度為２０ｍ／ｍｉｎ時(shí)，切削速度過(guò)低形成切削溫度較低，加工邊緣的毛刺較硬，從而不斷沖擊刀尖，使刀尖呈現(xiàn)凹坑（見(jiàn)圖５），導(dǎo)致加工外表粗糙度較大。同時(shí)，由于ＰＣＢＮ刀具有很好的耐熱性，當(dāng)切削速度上升時(shí)，切削溫度添加使工件材料軟化，ＰＣＢＮ刀片與工件材料間的硬度差變大，從而有利于切削加工的進(jìn)行。由于低速加工條件下不能很好地發(fā)揮出ＰＣＢＮ刀具的耐高溫特性，故ＰＣＢＮ刀具更適用于高速切削Ｋ４１７高溫合金。切削過(guò)程中磨損較為嚴(yán)峻，甚至呈現(xiàn)崩刃現(xiàn)象。
3.2正交實(shí)驗(yàn)剖析
用山特維克ＰＣＢＮ刀片ＴＣＧＷ１１０３０４Ｓ０１０２０Ｆ７０１５進(jìn)行正交實(shí)驗(yàn)，所得實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表６。切削過(guò)程中磨損較為嚴(yán)峻，甚至出現(xiàn)崩刃現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)成果與剖析在切削速度偏低時(shí)，刀具后刀面磨損嚴(yán)重，正交實(shí)驗(yàn)剖析用山特維克ＰＣＢＮ刀片ＴＣＧＷ１１０３０４Ｓ０１５３０Ｆ７０２５進(jìn)行正交試驗(yàn)，所得試驗(yàn)成果見(jiàn)表７。對(duì)表６和表７中數(shù)據(jù)進(jìn)行直觀剖析處理，取得兩種刀具各要素在不同水平下的外表粗糙度和圓柱度均值，并繪制出各個(gè)要素的外表粗糙度和圓柱度極差對(duì)比（見(jiàn)圖６）。切削過(guò)程中磨損較為嚴(yán)峻，甚至出現(xiàn)崩刃現(xiàn)象。試驗(yàn)成果與剖析在切削速度偏低時(shí)，刀具后刀面磨損嚴(yán)峻，圓柱度隨著切削深度ａｐ的添加，不同刀具的變化規(guī)則不同。因?yàn)閿?shù)值差異較小，推測(cè)是因?yàn)闄C(jī)床自身振動(dòng)所帶來(lái)的誤差。外表粗糙度跟著切削深度ａｐ的添加先增大而減小，在切削深度ａｐ＝０．１３ｍｍ時(shí)達(dá)到最大。在切削速度ｖｃ的影響下，外表粗糙度跟著切削速度ｖｃ的增大先下降而后升高。整合分析各因素同水平切削過(guò)程中磨損較為嚴(yán)峻，甚至出現(xiàn)崩刃現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)成果與分析在切削速度偏低時(shí)，刀具后刀面磨損嚴(yán)峻，前刀正交實(shí)驗(yàn)分析用山特維克ＰＣＢＮ刀片ＴＣＧＷ１１０３０４Ｓ０１５３０Ｆ由圖６ｃ可知：每轉(zhuǎn)進(jìn)給量ｆｎ對(duì)外表粗糙度影下的外表粗糙度和圓柱度，繪制出各要素下的外表粗糙度和圓柱度極差對(duì)比（見(jiàn)圖６ｄ）?？梢钥闯觯呵邢魉俣龋觯銓?duì)外表粗糙度影響最小，每轉(zhuǎn)進(jìn)給量ｆｎ對(duì)粗糙度的影響最大；每轉(zhuǎn)進(jìn)給量ｆｎ對(duì)圓柱度的影響最小，而切削速度ｖｃ對(duì)圓柱度的影響最大。切削過(guò)程中磨損較為嚴(yán)峻，乃至出現(xiàn)崩刃現(xiàn)象。運(yùn)用ＰＣＢＮ刀片進(jìn)行切削實(shí)驗(yàn)時(shí)，高速切削的溫度較高，使工件資料軟化，切削更加容易，刀具磨損程度較小（見(jiàn)圖７），全體切削狀況較為抱負(fù)。