The machinability of ABNT 304 austenitic stainless steel

Austenitic stainless steels are chiefly used in the chemical and food industries mainly because of their excellent strength and corrosion resistance. They are, however, considered difficult to machine materials due to their high ability to workharden and large chip-tool contact length produced, which generate high cutting forces and elevated temperatures, promoting high tool wear rates.The present work compares the machinability of two AISI 304 austenitic stainless steels where one o f them has suffered small alterations on its chemical composition (within the range allowed in its specification) and manufacturing process with the aim o f improving its machinability (modified AISI 304 stainless steel - 304M).Tool life tests on both work material were carried out when surface milling using a six tooth milling cutter and triple coated cemented carbide inserts (ISO P45). A program which optimises the number of tests required to give the expanded Taylor’s equation coefficients with a high level o f reliability (developed by other members o f the machining research laboratory - LPU / UFU) was used. During the tool life tests power consumption and surface roughness (Ra parameter) were monitored and swarf was colected at the beginning, middle and end o f each test for analysis. Chip-tool interface temperature (tool­chip thermocouple method) was studied on both work materials when turning with uncoated cemented carbide tools (ISO K10) In general a superior machinability was presented by the modified 304M steel in terms of tool life, power consumption and chip­tool interface temperature. Surface roughness and chip caracteristics showed no conclusive results.Dissertação (Mestrado)Os aços inoxidáveis austeníticos são muito utilizados devido as suas excelentes propriedades de resistência mecânica e a corrosão, especialmente em indústrias alimentícias e químicas. Entretanto, eles são considerados de difícil usinagem, pois possuem alto grau de encruamento, apresentam grandes comprimentos de contato cavaco-ferramenta gerando altos valores de forças de usinagem e elevadas temperaturas, que promovem acelerado desgaste nas ferramentas de corte. Este trabalho visa a comparação em termos de usinabilidade de dois aços inoxidáveis austeníticos ABNT 304 um deles, tratado aqui como aço inoxidável austenítico 304 modificado (304M), sofreu algumas modificações em sua composição química e processamento visando a melhoria da usinabilidade. Foram realizados testes de vida no fresamento frontal utilizando-se uma fresa de seis (6) dentes e ferramentas de metal duro triplamente revestidas (ISO P45) e aplicando um critério de fim de vida VBmáx = 0,7 mm. Utilizou-se um programa que otimiza o número de ensaios e fornece os coeficientes da equação expandida de Taylor com elevado grau de confiabilidade, desenvolvido por outros membros do grupo do Laboratório de Pesquisa em Usinagem - UFU. Durante os testes de vida das ferramentas foi monitorada a potência consumida no corte dos materiais através de um medidor de corrente por efeitoHall e a rugosidade média (Ra) da peça e realizada a coleta periódica de cavacos (início, meio e fim dos testes de vida das ferramentas de corte) para análise. A temperatura de corte foi medida no tomeamento pelo método do termopar ferramenta-peça, utilizando ferramentas de metal duro sem revestimento (ISO K10). Em geral, verificou-se uma superioridade em termos de usinabilidade para o aço 304M tanto no que refere a vida mais longa da ferramenta de corte como no que diz respeito a menor potência de corte consumida e temperatura de corte inferior. O teste de rugosidade e características dos cavacos não apresentaram diferenças significativas durante os testes de vida