SiC硬脆材料纳米切削的亚表层损伤与塑性去除机理探析

摘要

采用分子动力学法与微观切削实验法对SiC塑性去除机理展开研究。研究发现，切削弹性期的SiC受挤压诱导产生的晶格高畸变效应导致原子矢量位移出现与切削运动方向相反的回流运动趋势，而切削中期弹塑性变形区的原子矢量位移出现涡流运动趋势。研究结果表明，分子动力学模拟的SiC纳米切削已加工表面的塑性变形介导的非晶层覆盖、立方结构向闪锌矿结构的相变转化、剪切带与裂纹形成同实验结果保持一致，已加工表面区的台阶式随机表面粗糙度随着切削温度和速度的增加而增大。切削塑性去除机理为：刀具和工件紧密接触区的高温高应力会诱使剪切带从前刀面流出，形成切削形貌构型。随着切削距离和切削速度的增加，亚表层损伤度逐渐减小，而随着切削温度和深度的增加，亚表层损伤度逐渐增大;随着切削速度的增加，切屑形貌由卷积形态逐渐变成条状形态;随着体系温度的上升，切屑形貌以卷积形态为主。

关键词

微结构演化 / 分子动力学模拟 / 塑性去除 / 相变转化 / 硬脆材料