高温合金在切削加工过程中切削温度高、刀具磨损快和加工硬化严重问题,一定程度上限制了该类材料的推广应用。近年来,低温切削技术的兴起,为高温合金的切削加工提供了新的发展方向。论文研究了镍基高温合金Inconel 718在低温条件下的力学性能,构建了低温高应变率下的材料本构模型,通过正交切削加工仿真和液氮冷却低温切削试验相结合的方式,对材料的去除机理进行了研究,揭示了切削参数和冷却条件对表面完整性的影响规律,为液氮冷却低温切削加工提供了理论基础。通过低温拉伸试验、低温霍普金森压杆试验和低温霍普金森冲击剪切试验,探究了低温对Inconel 718合金力学性能的影响规律,分析了Inconel 718合金的韧脆性转化。基于材料的动态力学性能,修正了Inconel 718合金在低温高应变率下的本构模型,并基于修正的本构模型进行了液氮冷却低温切削仿真;通过试验与仿真相结合的方法,验证了本构模型的准确性,并进一步分析了切削过程中的温度场和应力场。通过车削试验收集了不同冷却条件下的切屑,借助超景深显微镜和扫描电镜对切屑的宏观形态和微观形态进行了观察分析,构建了液氮冷却低温切削时锯齿状切屑的形成模型;利用试验取得了切屑的切屑根部,分析了材料的去除机理。通过单因素切削试验,分析了切削参数和冷却条件对表面粗糙度、表面残余应力和显微硬度的影响,探究了不同切削参数和冷却条件对表面完整性的影响规律,并通过显微结构观察对结果进行了进一步分析。