Surface damages and tool wear mode in end milling of hastelloy-C276 under dry and wet conditions

• Published in: Materialwissenschaft und Werkstofftechnik 2016-12, Vol.47 (12), p.1182-1192
• Main Authors: Al-Falahi, M., Fadaeifard, F., Al-Falahi, M. D. A., Bin Baharudin, B. T. H. T., Hong, T. S.
• Format: Article
• Language: English
• Subjects: Abnutzung der Werkzeugbeschichtung; adhesion; Adhesive strength; Adhesive wear; Adhäsionsverschleiß; Carbide tools; coating delamination; Corrosion resistance; corrosion resistant superalloys; Corrosion tests; Corrosive wear; Deformation wear; Dry machining; End milling; Formations; Hand tools; Hastelloy (trademark); hochkorrosionsbeständige Nickel-Basislegierung; Lubrication; Machinability; Nass- und Trockenbearbeitung; Nickel base alloys; Oberflächenschäden; Oxides; Plastic deformation; Superalloys; surface damages; Surface defects; Surface finish; Surface roughness; Tool wear; Wear resistance; Wet and dry machining
• ISSN: 0933-5137; 1521-4052
• DOI: 10.1002/mawe.201600534

Hastelloy‐C276 is a nickel based superalloy that is widely used in chemical, petro‐chemical, environmental and nuclear industries due to its outstanding performance in a wide range of corrosive mediums. The superior properties of nickel based superalloys impair their machinability which increases the difficulty in obtaining a good surface finish. Because most of the components' failures are initiated from surface defects, several researchers have been concerned about surface integrity in machining aerospace superalloys particularly Inconel‐718. Due to the lack of studies done on machining corrosion‐resistant superalloys, this study aims to investigate surface damages and tool wear modes in milling Hastelloy‐C276 under dry and wet conditions. The absence of cooling and lubricating actions in dry machining resulted in the formation of craters, severe plastic deformation, voids, debris re‐deposition and materials drag. The breakage of the nucleated carbide phases resulted in the formation of nucleated cavities on the machined surface in both wet and dry machining. Adhesive tool wear was less in dry machining due to the formation of oxide layers on tool faces which suppressed the formation of built‐up edges due to the weak adhesion properties of oxide compounds which resulted in less surface roughness at vc = 50 m/min. On the other hand, the higher temperature and friction in dry machining resulted in severer tool coating delamination. Hastelloy‐C276 ist eine hochkorrosionsbeständige Nickel‐Basislegierung, die in der Chemietechnik, Petrochemietechnik, Umwelttechnik und Nuklearindustrie angewendet wird. Wegen ihrer hohen Warmfestigkeit zählen Nickel‐Basislegierungen zu den schwer zerspanbaren Werkstoffen, weshalb eine hohe Oberflächengüte schwer zu erzielen ist. Da die Güte der Werkstückoberflächen einen großen Einfluss auf die funktionalen Merkmale der Produkte wie z. B. Zuverlässigkeit, Sicherheitsstandard und Lebensdauer hat, werden die Oberflächenschäden, die durch die Bearbeitung beim Trocken‐ und Nassfräsprozess von Hastelloy‐C276 entstehen können, in diesem Artikel erläutert. Die Ergebnisse zeigen, dass bei Trockenbearbeitung, aufgrund von den hohen Temperaturen und Reibung, verschiedene Formen von Öberflächenschäden entstehen – auch führt es zu einer erhöhten Abnutzung der Werkzeugbeschichtung. Wegen der Oxidationswirkung war der Adhäsionsverschleiß bei der Trockenbearbeitung geringer.