我国已经是世界制笔业生产和出口的大国,但并不是制笔强国。在我国生产的各类笔中,圆珠笔的产量最大,但大多数为中低端产品,高端产品与国外的差距较大,主要原因在于圆珠笔头用易切削不锈钢的质量不如国外同类材料。目前,高端圆珠笔头用易切削不锈钢主要依靠进口,虽然国产材料已经投入使用,但其切削性能以及稳定性都不够优秀,例如在加工过程中,会出现断刀以及笔头有裂纹等不良现象。因此,研究中国产圆珠笔头用易切削不锈钢与国外同类材料之间的差异,并改良其生产工艺就显得十分迫切和必要。本文将在切削加工过程中表现正常批次、出现断刀现象批次、出现裂纹现象批次的中国产圆珠笔头用易切削不锈钢以及日本产SF20T圆珠笔头用易切削不锈钢作为研究对象,利用高分辨扫描电镜、透射电镜对各材料中的易切削相、易切削元素等微观结构进行系统的表征,特别是利用透射电镜对微纳米级夹杂物进行组织结构观测分析,总结特征;对各材料的力学性能、切削性能进行试验;建立易切削不锈钢切削性能与微观组织的关联性。本文以理论为指导,通过对4种圆珠笔头用易切削不锈钢进行一系列试验以及对试验结果的分析总结,得到如下结论:(1)易切削不锈钢中主要的易切削相为MnS相,一般认为,MnS夹杂物形状为圆形或纺锤型,且数量较多,尺寸较大,分布均匀时,最有利于切削。在4种材料中,日本产SF20T易切削不锈钢中MnS夹杂物形态特征最好,中国产正常批次次之。断刀批次中MnS夹杂物尺寸小、数量少,导致其切削性能差。裂纹批次中MnS夹杂物尺寸小,但数量过多,分布过密,导致材料质地过脆。(2)日本产SF20T易切削不锈钢中微纳米级的硬质化合物位于易切削相的内部,避免与刀具直接接触。中国产易切削不锈钢中同级别硬质化合物则位于易切削相的边缘,直接接触刀具并对刀具造成磨损。(3)在微纳米级夹杂物中,断刀批次中Pb单质尺寸小,而能够提升基体硬度的碳化物的尺寸相对过大,导致断刀批次基体硬度过大,对刀具磨损大。裂纹批次中Pb单质尺寸大,而碳化物的尺寸过小,导致基体硬度低,材料容易出现裂纹。(4)在力学性能以及切削加工试验中,日本产SF20T在表面粗糙度、刀具磨损量方面的表现优于中国产易切削不锈钢。而在断屑性能上,中国产易切削不锈钢正常批次优于日本产SF20T。本文在利用扫描电镜研究材料的微观组织基础上,运用高分辨透射电镜着重关注微纳米级夹杂物对易切削不锈钢切削性能的影响,全面深入地研究其切削性能与微观组织的关联性。这种对微纳米级夹杂物的关注是研究易切削不锈钢性能的趋势,未来需要有更多对微纳米级夹杂物的研究来建立和完善易切削不锈钢切削性能与微观组织的关联性体系。