（1）高強(qiáng)度和超高強(qiáng)度鋼
調(diào)質(zhì)（淬火，中溫回火）后σs>1000MPa或σb>1100 MPa的結(jié)構(gòu)鋼，稱(chēng)為高強(qiáng)度鋼。調(diào)質(zhì)后σs>1200MPa或σb>1500MPa的結(jié)構(gòu)鋼，稱(chēng)為超高強(qiáng)度鋼。在這類(lèi)鋼材中，凡含碳量在0.30%~0.50%之間，合金元素總量不超過(guò)6%的，為低合金高強(qiáng)度、超高強(qiáng)度鋼，在生產(chǎn)中用得非常多。還有合金元素含量較多的中合金、高合金高強(qiáng)度與超高強(qiáng)度鋼，它們的加工難度更大。
高強(qiáng)度、超高強(qiáng)度鋼的金相組織一般為索氏體和托氏體。與普通碳素結(jié)構(gòu)鋼相比，它們的硬度、強(qiáng)度較高（約比45鋼高出1倍或1倍以上），沖擊值較大，導(dǎo)熱系數(shù)偏低，故切削力較大，切削溫度較高。加工高強(qiáng)度、超高強(qiáng)度鋼時(shí)，可選用與加工普通碳素鋼相同的刀具材料。根據(jù)粗加工、半精加工、精加工的要求，分別采用不同牌號(hào)的YT類(lèi)硬質(zhì)合金，最好是添加鉭鈮的牌號(hào)。高速精加工時(shí)，應(yīng)采用高TiC含量的YT類(lèi)合金，也可采用YN類(lèi)合金（金屬陶瓷）、涂層合金與Al2O3陶瓷。在工藝系統(tǒng)鋼性允許的情況下，前角和主偏角應(yīng)較小，刀尖圓弧半徑應(yīng)較大。必須采用低于加工中碳正火鋼的切削用量，尤其是切削速度。
（2）高錳鋼
高錳鋼的典型牌號(hào)有Mn13，40Mn18Cr3，50Mn18Cr4等。經(jīng)過(guò)水韌處理，金相組織為均勻的奧氏體。它的原始硬度雖不甚高，但其塑性和韌性特別高，加工硬化特別嚴(yán)重。硬化后可達(dá)HBW500。它的導(dǎo)熱系數(shù)很小，只為45鋼的1/4。切削力比加工中碳鋼時(shí)增大60%，切削溫度很高。應(yīng)選用硬度高、有一定韌性、導(dǎo)熱系數(shù)較大、高溫性能好的刀具材料。一般，粗加工時(shí)應(yīng)選用YG類(lèi)和YW類(lèi)硬質(zhì)合金；精加工時(shí)可用YW或YT14合金，用Al2O3陶瓷刀具進(jìn)行高速精加工效果很好。宜采用較小的前角和主偏角，較大的后角，切削速度應(yīng)較低，進(jìn)給量應(yīng)較大。
（3）淬硬鋼和冷硬鑄鐵
淬硬鋼的組織為回火馬氏體，硬度可達(dá)HRC60以上。塑性和導(dǎo)熱系數(shù)均極低。冷硬鑄鐵的特點(diǎn)是鑄鐵表面經(jīng)激冷而發(fā)生“白口”（組織為滲碳體加珠光體），硬度亦達(dá)HRC52~HRC60，其它性能與淬硬鋼相近。宜采用YG類(lèi)合金（YG類(lèi)的彈性模量大于YT類(lèi)合金）。用Al2O3或Si3N4基陶瓷刀具對(duì)淬硬鋼和冷硬鑄鐵進(jìn)行精加工、半精加工，效果比硬質(zhì)合金好。刀具前角和主偏角應(yīng)小，切削速度應(yīng)低。半精加工和精加工時(shí)可用CBN刀具。
（4）不銹鋼
1）切削力大，切削溫度高：原始硬度、強(qiáng)度都不太高，但切削時(shí)切向應(yīng)力大、塑性變形大，因而切削力大。此外材料導(dǎo)熱性極差（為45鋼的1/3），造成切削溫度升高，且高溫往往集中在刀具刃口附近的狹長(zhǎng)區(qū)域內(nèi)，從而加快了刀具的磨損。
2）加工硬化嚴(yán)重：不銹鋼特別是奧氏體不銹鋼以及一些高溫合金不銹鋼均為奧氏體組織，切削時(shí)加工硬化傾向大，且易形成一定數(shù)量的硬質(zhì)夾雜物，通常是普通碳素鋼的數(shù)倍，刀具在加工硬化區(qū)域內(nèi)切削，使刀具壽命縮短。
3）容易粘刀：無(wú)論是奧氏體不銹鋼還是馬氏體不銹鋼均存在加工時(shí)切屑強(qiáng)韌、切削溫度很高的特點(diǎn)。當(dāng)強(qiáng)韌的切屑流經(jīng)前刀面時(shí)，將產(chǎn)生粘結(jié)、熔焊等粘刀現(xiàn)象，影響加工零件表面粗糙度。
4）刀具磨損加快：不銹鋼材料中一般含高熔點(diǎn)元素、塑性大，切削溫度高，使刀具磨損加快，磨刀、換刀頻繁，從而影響了生產(chǎn)效率，提高了刀具使用成本。
（5）高溫合金
高溫合金的加工難度更大，其原始硬度、強(qiáng)度偏高，導(dǎo)熱系數(shù)很小（為45鋼的1/3~1/4），硬夾雜物多，加工硬化嚴(yán)重，切削力大，切削溫度高。高溫合金中含有許多高熔點(diǎn)合金元素，如Fe，Ti，Cr，Co，Ni，V，Mo，W等，它們與非金屬元素N、C、B等結(jié)合成比重小、熔點(diǎn)高的高硬度化合物，還能形成有一定硬度和韌性的金屬間化合物，這些都能加劇刀具的磨損。加工不銹鋼和高溫合金都應(yīng)采用YG類(lèi)和YW類(lèi)硬質(zhì)合金，而不能用含Ti的YT類(lèi)合金。采用適當(dāng)?shù)牡毒咔敖牵邢魉俣葢?yīng)較低，進(jìn)給量應(yīng)較大。必要時(shí)也可采用高速鋼刀具。
（6）熱噴涂材料
利用不同熱源，將合金粉末（Ni基、Fe基、Co基等）或陶瓷等材料加熱至溶化狀態(tài)，并在較大壓力和噴射速度下噴涂到工件表面上，從而形成一層牢固的、耐高溫、耐磨損的保護(hù)層。熱噴涂材料的成分、性能及加工性都與高溫合金相似，硬度尤高，刀具材料及切削用量的選用原則亦與高溫合金相近。
（7）鈦合金
鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)極小（只為45鋼的1/6），化學(xué)性質(zhì)活潑，易與大氣中氧、氮等化合而形成硬脆物質(zhì)，刀屑接觸界面短，切削溫度高，彈性模量小。只能采用YG類(lèi)硬質(zhì)合金。
1）切削刃與切割屑接觸長(zhǎng)度短：鈦合金的切削在空氣中氧和氮的作用下，會(huì)形成硬脆的化合物，使切屑成短碎片狀，因而刀-屑接觸長(zhǎng)度很短，切削力和切削熱集中在切削刃附近，刀具容易崩刃。
2）導(dǎo)熱性差：鈦合金的導(dǎo)熱系數(shù)小，僅為45鋼的1/6-1/7，而且密度小，切削熱量集中在切削刃附近，刃區(qū)溫度高，刀具磨損劇烈。
3）化學(xué)親和力大：與含Ti的硬質(zhì)合金粘結(jié)嚴(yán)重。
4）彈性模量小：約為45鋼彈性模量的1/2，故彈性恢復(fù)大，摩擦嚴(yán)重。同時(shí)，工件也容易發(fā)生裝夾變形。
5）鈦屑易燃：在高溫下（600℃），鈦屑容易燃燒。（f）冷硬現(xiàn)象嚴(yán)重：鈦的化學(xué)活性大，在高的切削溫度下，很容易吸收空氣中的氧和氮，形成硬而脆的外皮，同時(shí)切削過(guò)程中的塑性變形也會(huì)造成表面硬化。冷硬現(xiàn)象不僅會(huì)降低零件的疲勞強(qiáng)度，而且能加劇刀具磨損。
（8）石材
石材不僅是建筑材料，而且越來(lái)越多地用作機(jī)械工程材料。石材都較硬，例如輝綠巖為HS80，大理石為HS50，花崗巖達(dá)HS100以上。它們都是抗壓強(qiáng)度高，抗彎強(qiáng)度低，材質(zhì)不如金屬材料均勻。出粉狀或粒狀碎屑。一般用YG類(lèi)硬質(zhì)合金加工，切割時(shí)常用金剛石鑲齒鋸片。
（9）工程塑料
工程塑料的品種非常多，按其性質(zhì)的不同可分為熱塑性塑料和熱固性塑料兩大類(lèi)。前者有聚氯乙烯、聚丙烯、有機(jī)玻璃等，后者有膠木、玻璃鋼等。塑料的比重小，比強(qiáng)度高，耐磨損，抗腐蝕，不導(dǎo)電，具有良好的使用性能。它們的硬度、強(qiáng)度雖然不高，但導(dǎo)熱系數(shù)極小，只為碳鋼的1/175~1/450，加工時(shí)容易引起燒傷和熱變形。彈性模量小，不易保證加工尺寸。刀具材1料一般選用YG類(lèi)硬質(zhì)合金或高速鋼。
（10）復(fù)合材料和纖維增強(qiáng)材料
復(fù)合材料可以由金屬、高聚物和陶瓷三者中任意兩個(gè)人工合成。復(fù)合材料包括纖維增強(qiáng)材料和顆粒增強(qiáng)材料。纖維增強(qiáng)的有碳纖維（CFRP）、玻璃纖維（GFRP）和Kevlar纖維（KFRP）等。纖維增強(qiáng)材料的彈性模量和導(dǎo)熱系數(shù)都很小，已加工表面易發(fā)生回彈、撕裂，產(chǎn)生毛刺；纖維對(duì)刀具切削力有一定擦傷作用。故表面質(zhì)量不易保證，刀具耐用度亦受影響。切削力和表面粗糙度常因切削方向不同而變化。刀具材料宜選用YG類(lèi)硬質(zhì)合金或高速鋼。顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料的基體（如鋁合金）雖較軟，但顆粒（如SiC）很硬，對(duì)刀具切削力有沖擊和刮傷，故刀具受損傷很大。一般，高速鋼、硬質(zhì)合金和陶瓷刀具切削顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料均不能勝任；建議用CBN或金剛石刀具或ta-C涂層刀具，但應(yīng)采取增強(qiáng)刀具切削力的措施。
