Machining plays a critical role in manufacturing industries to ensure high-quality products. Therefore, understanding the machinability of different materials is crucial, as it is significantly influenced by material properties. Stainless steels are widely used owing to excellent material properties such as corrosion resistance, high strength, good ductility, etc. However, stainless steels include machining challenges due to material properties such as work hardening, lower thermal conductivity, hardness, and alloying content.

This study investigates the machinability of austenitic, martensitic, and ferritic stainless steels in terms of tool wear, tool performance, and applicability of the Colding tool life model under different cutting conditions. For this purpose, longitudinal turning tests at various cutting conditions were conducted for all stainless steel grades. Cutting tools were analysed by light optical microscope, and tool life results were used to calibrate the Colding tool life models.

The results indicate that at the same cutting conditions, tool wear and tool performance significantly vary depending on workpiece materials. Martensitic and ferritic stainless steels showed consistent tool wear behaviour, flank wear, and notch wear, respectively. Furthermore, austenitic stainless steel exhibited varying tool wear at different cutting conditions.

Additionally, martensitic and austenitic stainless steels achieved the longest tool life at 180 m/min cutting speed and 0.11 mm equivalent chip thickness, while ferritic stainless steel achieved the longest tool life at 170 m/min cutting speed and 0.193 mm equivalent chip thickness. The Colding tool life model recommended the highest cutting speed for martensitic stainless steel at equivalent chip thickness values lower than 0.3 mm but reversed this trend at equivalent chip thickness values higher than 0.3 mm. In addition, the Colding model demonstrated the highest accuracy (1.69%) for martensitic stainless steel.

Bearbetning spelar en avgörande roll inom tillverkningsindustrin för att säkerställa hög produktkvalitet. Därför är det viktigt att förstå bearbetbarheten hos olika material, eftersom den påverkas av materialegenskaper. Rostfritt stål används i stor utsträckning tack vare sina utmärkta egenskaper, såsom korrosionsbeständighet, hög hållfasthet och god duktilitet. Dock innebär rostfria stål utmaningar vid bearbetning på grund av egenskaper såsom arbetsförhårdnande, låg termisk ledningsförmåga, hårdhet och legeringsinnehåll. 

Denna studie undersöker bearbetbarheten hos austenitiska, martensitiska och ferritiska rostfria stål med fokus på verktygsslitage, verktygsprestanda och tillämpningen av Colding verktygslivslängdsmodell under olika skärförhållanden. För detta ändamål genomfördes längdsvarvningstester vid olika skärförhållanden för samtliga rostfria stål. Skärverktygen analyserades med ljusoptisk mikroskopi, och resultaten av verktygslivslängden användes för att kalibrera Colding verktygslivslängdsmodellen. 

Resultaten visar att vid samma skärförhållanden varierar verktygsslitage och verktygsprestanda avsevärt beroende på arbetsmaterialet. Martensitiska och ferritiska rostfria stål uppvisade konsekvent verktygsslitage, där flankslitage dominerade för martensitiskt stål och notchslitage för ferritiskt stål. Austenitiskt rostfritt stål visade däremot varierande slitagebeteenden beroende på skärförhållanden. 

Dessutom uppnåddes den längsta verktygslivslängden för martensitiska och austenitiska rostfria stål vid en skärhastighet på 180 m/min och en ekvivalent spåntjocklek på 0,11 mm, medan ferritiskt rostfritt stål uppnådde den längsta verktygslivslängden vid 170 m/min och en ekvivalent spåntjocklek på 0,193 mm. Colding verktygslivslängdsmodellen rekommenderade de högsta skärhastigheterna för martensitiskt rostfritt stål vid ekvivalenta spåntjocklekar under 0,3 mm, men denna trend vändes för spåntjocklekar över 0,3 mm. Dessutom visade Colding-modellen högst noggrannhet (1,69%) för martensitiskt rostfritt stål.