On the tribological and thermal aspects of cryogenic machining of Inconel 718 and their effects on surface integrity
Notice bibliographique
Résumé
Current trends aim at improving the surface integrity of aerospace Ni-based superalloys by reducing the temperature rise in the cutting zone in order to minimize tool wear, as well as reducing the thermally induced tensile residual stresses on the machined surface. The manufacturing industry is also driven by developing high performance sustainable machining processes. Cryogenic machining (CM) using Liquid Nitrogen (LN2) has recently gained interest and momentum as a clean and economical cooling technique, especially for applications involving aggressive metal removal of hard-to-cut materials. This research aims at understanding the physical, thermal and tribological aspects of LN2 cryogenic machining and optimizing the machining process based on computational fluid dynamics CFD analysis results. Experimental investigation of the turning operation of Inconel 718 (IN718) were carried out at different LN2 delivery configurations and compared to high pressure coolant (HPC) and flood cooling. The effect of the cooling strategy on the machining performance was evaluated in terms of tool wear, friction at the tool-chip interface and surface integrity of machined parts. Progressive tool wear tests showed a 20 % reduction in tool wear compared to high pressure cooling. This can be attributed to the effective penetration of LN2 to the cutting area (tool-chip contact interface, and the cutting edge), which leads to improve the cooling and lubrication capacity of the LN2 jet. Residual stresses measurement in the subsurface layer of machined parts showed that a tensile residual stress of 50 MPa at the surface was obtained for flood cooling, due to the high cutting temperature. On the other hand, cryogenic cooling produced compressive residual stresses of up to 600 MPa at the surface, which are very beneficial for the part quality and fatigue life.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».