筒节材料2.25CrlMo0.25V是制造核反应堆和其他大型反应容器的重要材料，其具有高耐热性、高强度、热韧性好等优点，是一种难加工的塑性金属材料。此材料在加工过程中易与硬质合金刀具发生粘结，产生刀具粘结破损，从而影响生产效率和生产成本。为此，在国家自然科学基金（项目编号:51575146）“重型切削中硬质合金刀具前刀面粘焊层损伤机理研究”支持下，本论文针对切削筒节材料2.25CrlMo0.25V过程中硬质合金刀具前刀面粘结破损，进行其粘结破损的实验研究，建立热力学自由能理论模型，并进行硬质合金刀具前刀面粘结破损理论研究。　　首先，进行筒节材料2.25CrlMo0.25V粘结破损单因素和正交试验研究。通过实验获得切削过程中切削力和切削温度变化规律，利用高速摄影机观察刀屑粘结破损的过程，结合超景深显微镜，获得刀具前刀面粘结破损形貌数据，并分析了在不同切削参数下粘结破损体积、破损深度和破损面积的变化规律，为基于粘结破损自由能变化的研究提供数据。　　其次，建立断续切削仿真模型。利用Deform-3D有限元软件获得刀屑接触区和刀具前刀面刀屑接触区的切削力、温度和应力变化规律，确定刀屑粘结破损过程中切削力、切削温度和应力对刀具前刀面晶粒度的变化影响，为研究刀屑粘结破损提供理论依据。　　再次，建立前刀面接触区自由能理论模型。在研究刀具和工件接触关系的基础上，建立刀屑接触区力学理论模型、剪切功理论模型、摩擦功理论模型及接触面积模型，并分析刀屑接触区切削热的产生、分配及传导方式;同时在热力学流理论模型和热力学力理论模型的基础上建立前刀面自由能嫡理论模型，并结合切削过程中的内能、压力及体积进行自由能焓理论模型建立。基于熵模型、焓模型和温度建立自由能理论模型，为进一步研究自由能对刀具粘结破损提供理论基础。　　最后，基于实验和仿真数据分析自由能变化规律。研究不同切削参数下的自由能，分析自由能对刀屑接触区粘结破损深度、粘结破损体积和粘结破损面积的影响，同时研究自由能对晶粒度的变化规律，将其仿真中相对应的自由能参数代入自由能模型，分析自由能对晶粒度变化的影响。