磨削是一種切屑形成過(guò)程，需要高的能量才能將材料去除到需要的尺寸。反過(guò)來(lái)，高能量也會(huì)產(chǎn)生熱量，這些熱量是由砂輪與工件在相互作用時(shí)產(chǎn)生的,產(chǎn)生的熱能被工件吸收掉后就造成了工件從表層到次表層區(qū)域的溫度升高。

砂輪與工件的相互作用

砂輪與工件的三個(gè)主要相互作用是切割、犁耕和摩擦。尤其是切削，通過(guò)產(chǎn)生切屑而去除材料。而犁耕會(huì)推動(dòng)材料而不從工件上去除任何材料，這會(huì)導(dǎo)致發(fā)熱和冷加工硬化，而摩擦是通過(guò)在工件表面上滑動(dòng)砂輪的磨粒來(lái)產(chǎn)生熱量，在研磨過(guò)程中，這三種相互作用都可以在不同程度上看到，而相互作用的程度主要取決于砂輪的狀況。例如，當(dāng)使用鋒利的砂輪時(shí)切割會(huì)比犁耕和摩擦更有效。

當(dāng)工件溫度升高時(shí)會(huì)發(fā)生什么？

短時(shí)間里，可能會(huì)發(fā)生微觀結(jié)構(gòu)變化，摩擦、犁削、切屑等彈塑性變形，甚至斷裂，也最有可能觀察到表面完整性的一些變化。

當(dāng)工件表面溫度達(dá)到奧氏體化范圍以上時(shí)，表面會(huì)發(fā)生二次硬化并在表面形成較高的殘余壓應(yīng)力。這種熱硬化材料稱(chēng)為未回火馬氏體 (UTM)，俗稱(chēng)二次硬化燒傷。借助微觀結(jié)構(gòu)分析，馬氏體（UTM）會(huì)用表層上白色層表示。

這些二次硬化的區(qū)域通常被回火區(qū)域包圍，從而導(dǎo)致零件出現(xiàn)異質(zhì)性問(wèn)題，當(dāng)零件投入使用時(shí)會(huì)造成表面裂紋和點(diǎn)蝕。

避免裂紋形成的一種可行方法是對(duì)零件進(jìn)行噴丸處理，此工藝將在零件表面產(chǎn)生殘余壓應(yīng)力，以延遲或停止裂紋擴(kuò)展。

當(dāng)工件表面溫度達(dá)到回火范圍以上但低于奧氏體化范圍時(shí)，硬度會(huì)降低，工件表面以下會(huì)產(chǎn)生殘余拉應(yīng)力。這種熱軟化的材料稱(chēng)為過(guò)回火馬氏體 (OTM)，也稱(chēng)為二次回火燒傷。通過(guò)微觀結(jié)構(gòu)分析，馬氏體（OTM）由表層下的暗層表示。

如果需要一個(gè)快速、簡(jiǎn)單且無(wú)損的檢測(cè)方法，使用巴克豪森噪聲分析儀既能檢測(cè)二次硬化也能檢測(cè)二次回火燒傷。

巴克豪森噪聲分析儀

如何降低溫度？

如前所述，砂輪和工件相互作用產(chǎn)生的熱量被工件吸收后會(huì)造成從表層到次表層區(qū)域的溫度升高。降低砂輪的速度將減少摩擦，并可通過(guò)使用冷卻液和進(jìn)給率的正確配比來(lái)解決過(guò)熱問(wèn)題。