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磨削燒傷的實質是工件表面材料的晶相結構發生變化，產生原因是磨削溫度高，磨削區的溫度可達到400~1 000 ℃，工件表面溫度達到950℃以上，該溫度超出了鋼的相變溫度AC1，見圖1碳鋼在加熱冷卻時臨界點Fe-Fe3C相圖上的位置，AC1溫度在727 ℃以上。

磨削過程中，如果工作表面層溫度超過相變溫度AC1，則對于淬火后、回火后的鋼件來說，其表層的回火馬氏體組織逐漸轉變為奧氏體組織，見圖2。共析鋼的曲線，在不使用冷卻液的情況下，奧氏體組織逐步轉化為鐵素體和珠光體，工件表面的硬度急劇下降，工件表層退火，這種現象稱為退火燒傷。在干磨時容易產生這種燒傷。磨削時，工件表層溫度超過相變溫度AC1，回火馬氏體組織逐漸轉變為奧氏體組織，在使用磨削液急冷條件下，則表面形成二次淬火馬氏體，二次淬火馬氏體組織很薄，硬度較回火馬氏體高，這種燒傷稱為淬火燒傷。磨削加工時，工件表面未超過AC1，但超過300 ℃，這時馬氏體轉變為回火托氏體，這種燒傷稱為回火燒傷。在300℃以下一般不發生晶相結構的轉變，所以不產生燒傷問題。