磨削裂纹产生机理

磨削裂纹的产生是磨削热和循环应力引起的，磨削时零件表面的温度可能高达820～840℃或更高产生微裂纹后，以及磨粒刮出的微裂纹，后续的循环应力将为裂纹扩展开来形成宏观裂纹。


淬火钢的组织是马氏体和一定数量的残余奥氏体，处于膨胀状态(未经回火处理尤为严重)。如果将其表面快速加热至100℃左右并迅速冷却时，必然将产生收缩，这是第一次收缩。这种收缩仅发生在表面，其基体仍处于膨胀状态，从而使表面层承受拉应力而产生微裂纹，以及磨粒刮出的微裂纹，这是第一种裂纹。当温度升至300℃时，表面再次产生收缩，从而产生第二种裂纹。后续的循环应力将为裂纹扩展开来形成宏观裂纹。残余奥氏体在磨粒的高速挤压摩擦热达到淬火温度冷却形成马氏体，由于周围是冷态的压应力，热态的马氏体被压缩，随后的高速冷却又将产生收缩，产生拉应力，此新生马氏体随即开裂。马氏体的膨胀收缩随着钢中含碳量的增加而增大，故碳素工具钢和渗碳淬火钢产生磨削裂纹尤为严重。


淬火钢中的残余奥氏体，在磨削时受磨削热的影响即发生分解，逐渐转变为马氏体，这种新生的马氏体集中于表面，引起零件局部体积膨胀，加大了零件表面应力，导致磨削应力集中，继续磨削则容易加速磨削裂纹的产生;此外，新生的马氏体脆性较大，磨削也容易加速磨削裂纹的产生。另一方面，在磨床上磨削工件时，对工件既是压力，又是拉力，助长了磨削裂纹的形成。如果在磨削时冷却不充分，则由于磨削而产生的热量，足以使磨削表面薄层重新奥氏体化，随后再次淬火成为淬火马氏体。因而使表面层产生附加的组织应力，再加上磨削所形成的热量使零件表面的温度升高极快，这种组织应力和热应力的迭加就可能导致磨削表面出现磨削裂纹。后续的循环应力将为裂纹扩展开来形成宏观裂纹。