Ni₃Al基高温合金是以Ni₃Al为基的金属间化合物合金,因其也属于典型的难加工材料,在切削加工中存在切削力大,刀具磨损严重等问题,在切削加工方面的研究较少。这在一定程度上阻碍了Ni₃Al基高温合金的进一步应用,因此研究Ni₃Al基高温合金的切削加工过程具有实际意义。本文基于分子动力学方法重点研究了其基体Ni₃Al单晶体的切削过程,并对切削过程中出现的现象进行了分析,随后进行了Ni₃Al基高温合金的切削试验,对试验结果进行了分析,并将切削试验结果和分子动力学模拟结果进行了比较。本文的具体工作和研究结果如下:1.建立了球形金刚石刀具高速切削单晶Ni₃Al的分子动力学三维模型,为使切削过程更加符合实际,选择了合适的势能函数、系综和原子运动方程,并确定了相关计算参数,以保证计算效率。2.进行了金刚石刀具高速切削单晶Ni₃Al工件的切削过程模拟,对切削过程中切屑和已加工表面的形成、切削沟痕形貌、晶格变形、切削力、工件温度以及系统势能变化进行了具体分析。结果表明,切屑和已加工表面的形成是由于刀具的推挤作用,主要与切向力和法向力的作用有关,工件表面的切削沟痕形态为“前宽后窄”,切削过程中工件温度和系统势能逐渐增加,而已加工表面的弹性恢复和晶格重构又会减弱温度和系统势能的增加速率,晶格变形和重构导致了切削过程中切削力、工件温度以及系统势能的波动效应。3.为进一步探究切削参数对单晶Ni₃Al切削过程的影响,进行了不同切削速度和切削深度的切削过程模拟。研究了切削参数变化对切屑堆积、晶格变形、沟痕形貌、切削力、工件温度和系统势能的影响。结果表明,提高切削速度对切屑堆积和工件原子的晶格变形区范围的影响较小;切削深度增大,堆积的切屑和工件发生晶格变形区范围有明显增加。切削参数改变,沟痕的形态仍为“前宽后窄”,而且切削速度增加,沟痕前后宽度差先增加后减小。切削深度增加,沟痕前后宽度差呈现下降趋势。平均切削力、工件温度和系统势能随切削速度和切削深度的提高也在增加。4.进行了Ni₃Al基高温合金的不同切削参数的切削试验,获取了切削过程中实时切削力的变化,对切削后样件表面的沟痕形貌进行了检测。试验结果表明,样件表面的切削沟痕两侧的材料堆积分布不同,在沟痕的切入位置两侧堆积较少,中部和切出位置堆积较多;速度增加会降低沟痕两侧材料堆积高度;切削深度增大会增加沟痕两侧的材料堆积高度;切削过程中的切削力整体变化趋势为先增大后减小,与切削轨迹相适应;而且切削力随切削速度的增加而降低,随切削深度的增加而增加;切削试验和分子动力学模拟在部分结果上比较相符,从而验证了分子动力学模拟的正确性和有效性。