1.   加工表面层的冷作硬化

（1）加工硬化产生的原因，机械加工后，工件已加工表面表层金属的硬度常常高于基体材料的硬度，这一现象称为加工硬化。

  加工硬化通常以硬化层深度h_d及硬化程度N表示，h_d是已加工表面至未硬化处的垂直距离，单位为微米；N是已加工表面显微硬度的增加值对原始显微硬度H₀­比值的百分数,即

式中H—以加工表面的显微硬度（GP_a）。

一般樱花层深度h_d可达几十到几百微米，而樱花程度N可达120%~200%。

切削和磨削过程中，由于切削力的作用，工件表层金属产生了很大的塑性变形，使金属的晶格扭曲，晶力拉长、破碎、并阻碍金属的进一步变形，使材料强化，硬度提高；同时、切削（磨削）温度将使材料弱化，更高的温度将引起相变。已加工表面的硬度变化就是这种强化、弱化和相变作用的综合结果。当塑性变形引起的强化起主导作用时，已加工表面就硬化；当切削温度引起的弱化去主导作用时，已加工表面就软化；当相变起主导作用时，则由相变的具体情况而定，例如在磨削淬火钢时，如果发生退火，则表面硬度降低，但在充分冷却的条件下，却可能引起二次淬火而使表面硬度提高。

（2）响加工硬化的因素

1）刀具方面，刀具的前角越大，切削层金属的塑性变形越小，故硬化层深度h_d越小。

切削刃钝圆半径r_n越大，已加工表面在形成过程中受挤压的程度越大，故加工硬化也越大（见图3-3）

                                       图3-3   切削刃钝圆半径r_n对加工硬化的影响

                                                             工件：45钢

随着刀具后刀面磨损量VB的增加，后刀面与加工表面的摩擦随之增大，从而加工硬化层深度亦增大。

2）工件方面，工件材料的塑性越大，强化指数越大，熔点越高，则硬化越严重。对于碳素结构钢，含碳量越少，则塑性越大，硬化越严重。有色金属由于熔点较低，容易弱化，故加工硬化比钢小得多。

3） 切削条件方面，切削速度对冷度程度的影响是力因素和热因素综合作用的结果，通常表现出加工硬化先是随着切削速度的增加而减小。

                                     图  3-4  切削速度对硬化层深度的影响

                                   刀具：硬质合金    工件：45钢

                                切削用量：车削时a_p=0.5mm，

                              F=0.14mm/r铣削时  a_p=3mm，a_f=0.04mm/z

到较高的切削速度后，又随着切削速度的增加而增加（见图3-4）。

增加进给量，将使切削力及塑性变形区范围增大，因此硬化程度随之增加（见图3-3），而切削深度改变时，对硬化层深度的影响则不显著。

采用有效的冷却润滑措施也可以使加工硬化层深度减小。