切削加工表面完整性研究现状
难加工金属材料磨削加工表面完整性研究进展
难加工金属材料磨削加工表面完整性研究进展摘要：高温合金、钛合金、不锈钢等难加工金属材料在高端装备制造特别是在国防军工领域应用广泛。
砂轮磨削是难加工金属材料零件的重要加工方式。
然而，磨削过程的力-热强耦合作用对表面完整性影响显著，而表面完整性的优劣对零件服役性能具有直接影响。
本文综述了近年来难加工金属材料磨削加工表面完整性的研究进展，全面总结了表面完整性核心要素（如表面粗糙度、残余应力、显微硬度、微观结构等）的创成机理、影响因素及其作用规律以及预测与控制，并对表面完整性控制技术的发展趋势进行了展望。
关键词：磨削；表面完整性；金属材料高温合金、钛合金、不锈钢等难加工金属材料在国民经济各行各业，尤其是国防军工领域具有极其广泛且重要的应用。
镍基高温合金（如变形高温合金GH4169、铸造高温合金K424 及粉末冶金高温合金FGH96 等）由于优良的抗热疲劳性能、高温强度、耐腐蚀性、抗冲击性以及抗蠕变性能被广泛应用于燃气轮机与航空发动机热端部件以及核反应堆部件等；钛材料（如钛合金TC4、TC6；钛铝金属间化合物Ti2AlNb、γ-TiAl 等）具有密度低、强度高、抗腐蚀性好等优良特性，大量应用于航空发动机叶片、叶轮、叶盘和机匣等重要部件；超高强度钢（如300M）兼顾高强度、高韧性以及优异的耐蚀性能，应用于飞机起落架、核电设施等[1-3]。
目前我国航空航天、国防军工领域正处于攻坚克难的关键时期，发动机各个部件的加工方式在一定程度上决定了我国航空发动机的性能。
然而航空发动机所用的材料多为难加工材料，这些材料由于强度和硬度高、导热系数低等，在加工过程中往往会产生较大的切削力和切削温度，造成加工过程完成后表面完整性难以保证[4-5]。
其中，磨削是难加工材料及其零件的重要加工方式，具有加工表面粗糙度低、加工精度高等优点，尤其是现代磨削技术（如高速磨削、超高速磨削等）的加工效率也大幅提高[6]，改变了粗切精磨的传统加工方式。
机械加工表面完整性研究
机械加工表面完整性研究表面完整性是描述、鉴定和控制加工过程在零件表面层内可能产生的各种变化及其对零件使用性能影响的技术。
文章着眼于传统的机械加工方法及其与表面完整性的关系，阐述了提高表面完整性的加工方法及注意事项，以满足当前的抗疲劳制造要求。
标签：机械加工；表面；完整性前言疲劳准则是航空零部件设计的基本依据，疲劳性能是航空零件使用可靠性及寿命的决定性因素。
在零件结构尺寸和材料性能一定的情况下，机械加工表面质量又是影响零件疲劳寿命的关键因素。
航空零件断裂故障的晶相分析或断口分析表明，无论是动载疲劳断裂还是静载延迟断裂，其主要原因主要是加工表面层状态不良。
为保证零件长寿命使用，六十年代中期美国率先提出了切削加工零件表面完整性的概念，将已加工的表面质量称为表面完整性。
随着航空制造业的发展及新兴材料使用的增加，表面完整性内容更为丰富，以致传统工艺切削加工的零件表面完整性的研究工作显得尤为重要。
文章着眼于传统的机械加工方法及其与表面完整性的关系，阐述了提高表面完整性的加工方法及注意事项，以满足当前的抗疲劳制造要求。
1 表面完整性概念及机制1.1 表面完整性概念表面完整性是描述、鉴定和控制加工过程在零件表面及次表面内可能产生的各种变化及其对零件使用性能影响的技术。
从广义上讲，表面完整性包括两个组成部分：（1）与零件表面纹理有关的部分，称为外部效应：其中包括表面粗糙度、波纹度、刀纹方向和宏观缺陷。
粗糙度算术平均值Ra是表面纹理构型要素中最主要的表征参数。
（2）与表面冶金层冶金物理特性变化有关的部分，即内部效应：其中包括显微结构变化：再结晶、晶间腐蚀、热影响区、显微裂纹、硬度变化、残余应力、材料非同质性和合金贫化等。
表面完整性技术把零件制造中的尺寸公差、表面纹理和冶金物理变化综合协调考虑，能使零件表面层不受（或少受）损伤甚至有所改善，从而有效地提高零件产品的使用寿命。
1.2 表面完整性的形成机制零件机械加工表面由多种要素及属性构成，如表面微观形貌、晶相结构及力学特性等。
基于长疲劳寿命的钛合金Ti6Al4V铣削加工表面完整性研究
基于长疲劳寿命的钛合金Ti6Al4V铣削加工表面完整性研究一、本文概述钛合金Ti6Al4V因其优异的机械性能，如高强度、低密度和良好的耐腐蚀性，在航空、医疗和能源等多个领域得到了广泛应用。
然而，钛合金的高硬度、低热导率以及化学活性等特点，使得其加工过程具有挑战性，特别是在保证长疲劳寿命的前提下，对钛合金Ti6Al4V的加工表面完整性提出了更高的要求。
因此，本文旨在深入研究钛合金Ti6Al4V在铣削加工过程中的表面完整性，以期为提高其长疲劳寿命提供理论支持和实践指导。
本文将首先介绍钛合金Ti6Al4V的基本性能和加工特点，然后重点分析铣削加工过程中影响表面完整性的关键因素，包括切削参数、刀具材料和几何形状等。
在此基础上，通过实验研究和理论分析，探究这些因素对加工表面粗糙度、残余应力和表面微观结构的影响规律。
结合实验结果和理论分析，提出优化钛合金Ti6Al4V铣削加工表面完整性的策略和方法，为提高其长疲劳寿命提供科学依据。
本文的研究不仅有助于深入理解钛合金Ti6Al4V的铣削加工机理，还为钛合金零件的制造工艺优化和质量控制提供了有益的参考。
二、钛合金Ti6Al4V的铣削加工理论基础钛合金Ti6Al4V作为一种高强度、低密度的轻质金属，在航空航天、医疗器械和汽车制造等领域具有广泛的应用。
由于其优异的力学性能和耐腐蚀性，Ti6Al4V在承受高负荷和恶劣环境条件下表现出色，但同时也给铣削加工带来了一定的挑战。
因此，深入研究钛合金Ti6Al4V的铣削加工理论基础，对于提高加工效率、保证表面完整性和延长刀具寿命具有重要意义。
在铣削加工过程中，钛合金Ti6Al4V的高硬度、高强度和低热导率等特点使得切削力、切削热和刀具磨损等问题变得尤为突出。
切削力的大小直接影响着加工表面的粗糙度和刀具的寿命，而切削热则会导致工件表面产生热应力和热变形，进一步影响加工精度和表面质量。
因此，建立准确的切削力模型和热传导模型，对于分析铣削加工过程中的物理现象和预测加工结果至关重要。
金属切削工件表面完整性的控制研究
１ 金属表面完整性
表面 完整 性是 指零 件加 工后 的表面 纹 理和表 面层 冶金 质 量 。表 面纹 理主 要包 括表 面粗 糙度 、
金 属要 产生 相变 收缩 ， 因受到 里层 金属 的阻止 ，
作者 简介 ：邱 Ｔ ， ￣（ １ １ ９ ９ ３ －） ，女 ，助 理工程 师 ，研究 方 向：现代 机械 制造 技术 。
第 ４期
邱玉明 等 ：金属切 削工件表面 完整性 的控制研 究
１ ０ ３
在表 层 金 属 中产生 残 余拉 应 力 ，里层 金 属产 生残
晶 间腐蚀 、 显微裂 纹 、塑性 变形 ，残 余应 力 、合
金 贫化等 。残 余应 力对 工件表 面 完整 性 的影响较
大 ，残 余拉 应力会 使 得金属 表 面层 中拉应 力 高度 集 中 ，引发 金属疲 劳产 生 ；而残 余压 应 力会 导致 金 属表层 收 缩 ，致 使 表面 上的微 观裂 纹 闭合 ，对 金 属抗疲 劳 强度有较 大提 高 。
余压 应 力 。
表 面残 余应 力状 态 的主动 控制 。 试 验 中设定 液氮 流量ｑ ＝ｌ ２ ０ ０ ｍ ｍ３ ／ ｓ ，液氮 流
波 纹度 、刀 纹方 向、宏 观裂 纹 、皱折 和撕 裂等 。
表面 层冶 金质量 主要 包括 显微结 构变 化 、 再结 晶、
后 奥 氏体 变为 马 氏体使 金属 膨胀 ， 同样 受 到里层
金属 的阻碍 ，使得 表层 产生 残余 压应 力 ，而在里 层产 生 了残 余拉 应力 。 与切 削加 工相 比，磨 削加 工 获得 的工件 表层 残 余应 力状 况更 为复杂 多变 。一 方面 ，磨 粒切 削
难加工金属材料磨削加工表面完整性研究进展
难加工金属材料磨削加工表面完整性研究进展摘要：当前，中国航天和国防领域正处于攻坚克难的关键时期。
发动机各部件的加工方式在一定程度上决定了我国航空发动机的性能。
然而，航空发动机所使用的材料很难加工。
由于高强度、高硬度和低导热系数，这些材料在加工过程中往往产生较大的切削力和切削温度，导致加工过程完成后的表面完整性难以保证。
其中，磨削是难加工材料及其零件的重要加工方法，具有表面粗糙度低、加工精度高的优点，特别是现代磨削技术(如高速磨削、超高速磨削等)，加工效率得到了极大的提高，改变了传统的粗切削细磨加工方式。
关键词：磨削；表面完整性；金属材料1表面完整性的创成机理及影响因素1.1表面粗糙度磨削表面粗糙度是表面完整性的重要参数之一，也是研究最广泛的内容。
用轮廓的算术平均偏差Ra和最大轮廓高度Rz来评价和表征。
这些参数能反映磨削工件表面的划痕高度和沟槽深度。
通常很难通过实验研究磨粒工作状态等因素对砂轮表面粗糙度的影响，所以现有的研究多采用建模方法。
目前，通过大量的研究，已经得出了一些可靠的结论。
例如，磨料颗粒在砂轮表面的切削刃更锋利，暴露高度越高，在磨削力和磨削温度的作用下，磨料颗粒被推入工件基体的深度越深。
工件表面划痕深度越大，两侧材料抬升越明显，导致表面粗糙度值越大;材料的塑性变形越大，磨料微切削去除材料后产生的划痕就越明显，表面粗糙度就会增加。
磨削机床振动或主动振动过程中应用超声振动改变磨料微切削材料的轨迹，从而影响表面粗糙度，采用立方氮化硼(CBN)杯形砂轮对超声振动和超声振动磨削实验条件进行了对比，结果表明:与非超声振动相比，超声振动使磨削表面粗糙度值降低了18%。
1.2残余应力残余应力是指在没有施加任何外力、应力或刺激（包括电、磁等）的情况下，材料内部的自平衡力。
磨削加工后的残余应力是机械作用引起的塑性变形、磨削热引起的塑性变形和材料组织相变（密度改变）共同作用的结果。
一般认为，在冷却条件适当的情况下，去除切屑过程中引起的材料机械塑性变形和磨削热量引起的材料热塑性变形是磨削加工残余应力形成的主要原因，机械塑性变形引起的残余应力一般为压应力；而由热塑性变形引起的残余应力表现为拉应力。
高速切削加工机床研究现状与发展趋势
高速切削加工机床研究现状与发展趋势王英飞（天津职业技术师范大学，天津 300222）摘要：高速切削机床由于其高效率、高精度的特点被广泛用于机械加工行业，随着经济、科学技术的发展，现在高速切削机床正朝着更高转速、更高切削速度、更高精度、更加智能化的趋势发展。
关键字：高效率；高精度；发展；趋势High-speed Cutting Machine Tool Research Status and Development TrendWANG Ying-fei（Tianjin University of Technology and Education, Tianjin 300222, China）Abstract：High speed cutting machine tools due to its high efficiency and high precision features are widely used in mechanical processing industry, with the development of economy, science and technology, high-speed cutting machine tool is now towards higher speed, higher cutting speed, higher precision, more intelligent development trend.Key words：high efficiency；high-precision；development；trend1、我国高速切削机床发展历史与现状我国在20世纪90年代初开始有关高速切削机床的研究。
研究内容包括水泥床身、超高速主轴系统、全陶瓷轴承及磁悬浮轴承、快速进给系统、有色金属及铸铁超高速切削机理与适应刀具等方面。
通过科技工作者的艰苦工作，各项关键技术都取得了显著进展。
表面完整性研究现状及发展趋势
表面完整性研究现状及发展趋势何柏林;邓海鹏【期刊名称】《表面技术》【年(卷),期】2015(44)9【摘要】疲劳失效是金属结构失效的重要形式之一,提高零件疲劳性能可以有效增加结构使用寿命。
对于低周和高周疲劳,绝大多数疲劳裂纹萌生于零件表面。
因此,表面完整性对金属材料疲劳行为有重要影响。
简述了表面完整性的内涵,指出表面完整性不仅包括如粗糙度、波纹度、表面裂纹等的表面形貌特征,也包含如加工之后零件表面的残余应力、塑性变形、组织形貌等物理化学变化特征。
总结了表面完整性工艺的研究现状,说明机械铣削、电火花线切割、磨削、喷丸强化、光饰等加工工艺对表面完整性的影响。
综述了表面完整性表征模型的建立,指出各表面完整性特征参数对表面完整性影响的比重。
分析了国内表面完整性发展趋势,指出表面完整性工艺研究与表面完整性表征模型相互促进的作用,提出表面完整性工艺与表面完整性表征模型的交叉研究。
最后,对提高表面完整性及建立影响表面完整性的参数模型提出了建议。
【总页数】8页(P140-146)【关键词】表面完整性;表面状态;表面性能;加工工艺;表征模型【作者】何柏林;邓海鹏【作者单位】华东交通大学机电工程学院【正文语种】中文【中图分类】TG113.25【相关文献】1.金属表面硅烷化处理研究现状及发展趋势 [J], 司俊晓2.低表面处理防腐涂料研究现状及发展趋势 [J], 彭欣3.微细煤泥颗粒表面金属离子吸附机理研究现状及发展趋势 [J], 张雪菲;闵凡飞4.活塞环表面处理技术的研究现状及发展趋势 [J], 茆骏亚5.钼及钼合金表面抗氧化涂层技术研究现状及发展趋势 [J], 杨雷雷因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
钛合金切削加工研究现状及发展趋势
I ndustry development行业发展钛合金切削加工研究现状及发展趋势杨 涛摘要：钛合金广泛应用于各个领域，提高其切削性能和降低加工成本，开发出性能更好的新型钛合金是目前钛合金加工的主要研究方向。
钛合金的三种基体组织分别为α合金、(α+β)合金和β合金，我国分别以TA、TC和TB表示，其中TC4钛合金最受青睐。
国内外学者对钛合金进行了大量研究工作，特别是对TC4钛合金进行了深入研究。
关键词：钛合金；切削加工；现状；发展趋势钛合金具有低密度、高韧性和强抗腐蚀性等优点，常被用于制造航空发动机关键零部件，如叶轮和叶片。
优异的物理特性提升了钛合金的服役性能，但同时也增加了加工难度，如刀具寿命短、加工表面质量不可控等问题，使得钛合金成为典型的难加工材料。
钛合金切削过程中产生锯齿形切屑，不仅导致切削力的周期性波动，而且影响加工零件的表面质量。
此外，由热塑性变形引起的表面残余应力对零件的疲劳寿命和服役性能也有显著影响。
因此，准确预测切屑形态和表面残余应力对刀具设计和工艺优化具有重要指导意义。
1 钛合金切削仿真技术研究现状通过建立高速切削三维有限元模型，对切屑的形成过程进行了仿真研究。
研究发现最大应力值出现在第Ⅰ变形区，最大切削温度出现在第Ⅱ变形区。
模型只考虑了模型底部的完全约束，并未考虑夹紧和夹具的定位对加工变形的影响。
另外，建立了变刚度三维仿真模型和热力耦合三维动态铣削模型，误差控制在0.0681mm和0.0255mm内，但为了减小计算量，两种模型均为简化模型。
还建立了高速铣削TC4钛合金的三维全热—力耦合有限元模型，对铣削温度进行了模拟分析结果表明，铣削热只影响被加工表面层的温度，刀具温度随铣削速度和径向切削深度的增加而升高且影响小于切削速度。
在基于TC4钛合金三维铣削有限元仿真模型的基础上，研究发现，切削参数对铣削力的影响程度为轴向切削深度＞刀具速度＞进给速度。
另外，通过建立斜切模型，对最小切削厚度进行了仿真计算，降低了由于切削厚度设置误差导致的最终仿真误差。
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网络教育学院本科生毕业论文（设计）题目：切削加工表面完整性研究现状学习中心：层次：专科起点本科专业：机械设计制造及其自动化年级：年季学号：学生：指导教师：完成日期：年月日内容摘要机械加工得到的零件表面完整性特征可分为三类：（1）表面形貌特征：表面缺陷、表面纹理和表面粗糙度等；（2）表面机械性能：残余应力和显微硬度等；（3）金相组织变化：加工变质层、白层、夹杂物等。
本文围绕切削加工后零件表面完整性三类特征指标，系统论述了各自的研究发展历程，重点对表面粗糙度、残余应力、显微硬度、白层及变质层进行了归纳，概括了各自的研究方案、技术手段及研究成果。
关键词：切削加工；表面完整性；研究现状目录内容摘要 (I)前言 (1)1 切削加工表面完整性研究的发展 (2)1.1 表面完整性的提出及发展 (2)1.2 表面完整性研究意义 (2)2 表面粗糙度研究 (3)3 残余应力研究 (4)3.1 残余应力的生成机理研究 (4)3.2 残余应力影响因素的实验研究 (4)4 加工硬化研究 (5)4.1加工硬化的影响因素研究 (5)4.2 材料特性对工件加工硬化的影响 (5)4.3 显微硬度沿工件深度方向的分布规律研究 (5)5 切削加工白层研究 (6)5.1 白层的形成机制 (6)5.2 白层的影响因素研究 (6)5.2.1 切削参数对白层的影响 (6)5.2.2 工件材料特性对白层的影响 (7)6 变质层研究 (8)6.1 变质层的组织特点 (8)6.2 切削参数对变质层的影响 (8)参考文献 (9)前言机械加工得到的零件表面完整性特征可分为三类：（1）表面形貌特征:表面缺陷，表面纹理和表面粗糙度等；（2）表面机械性能：残余应力和显微硬度等；（3）金相组织变化：加工变质层，白层、夹杂物等。
零件的表面完整性影响着零件的后续加工以及最终使用性能，尤其在航空航天领域对关键零件的耐磨性能和耐疲劳性能要求很高。
表面完整性中的残余应力如果是残余压应力可以减小零件表面裂纹的扩展，提高耐疲劳性能，而拉伸残余应力则会加速表面裂纹的扩展，加速了零件的疲劳破坏，且在有应力集中或者有腐蚀性介质存在的工况下，残余拉应力对零件疲劳强度的影响更为突出；加工硬化会降低零件表面的塑形和韧性，对零件的疲劳强度和疲劳寿命不利，但是均匀的加工硬化有利于提高零件的硬度和耐磨性；白层有耐蚀和硬度高的特点，但是其内部常常含有裂纹，脆性大且与基体结合不牢固，容易发生早期剥落脱离；变质层的产生会引起加工表面产生残余应力和微观组织结构的改变，由于其组织均匀性较差且伴有裂纹，容易降低零件的耐磨性和耐疲劳性能。
残余应力、加工硬化、白层和加工变质层，这些表面完整性指标是加工过程中切削力、切削热以及相变综合作用的结果。
表面完整性的好坏直接决定着零件的工作性能和使用寿命。
1 切削加工表面完整性研究的发展1.1 表面完整性的提出及发展表面完整性是在美国金属切削研究协会在1964年召开的一次技术座谈会上由Field和Kahles首次提出的。
所谓表面完整性是指表面粗糙度、表层残余应力、表层显微组织、表层致密度和表面类裂纹等状态的完好程度。
金属材料的耐疲劳强度、耐应力腐蚀和耐高温氧化等力学、物理和化学性能, 绝大程度上取决于材料的表面完整性。
表面完整性具体包含两方面的内容：本部分可从几何方面和物理方面分别论述表面完整性研究内容。
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1.2 表面完整性研究意义本部分可从表面形貌特征中的表面缺陷和表面粗糙度；表面机械性能中的残余应力和显微硬度等；金相组织变化的白层等三个方面系统论述各自的概念和研究意义。
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2 表面粗糙度研究表面粗糙度（Surface roughness）是在研究表面完整性时最常用的指标。
表面粗糙度衡量的是工件表面的纹理和质地。
表面粗糙度的大小是指实际表面和理想表面在垂直方向的偏差，若偏差大，则工件表面越粗糙，工件间的摩擦系数越大，会影响到工件的耐磨性、疲劳强度、抗腐蚀性；若偏差小，则工件表面越光滑，工件有优异的使用性能。
表面粗糙度作为工件表面完整性的重要评价指标之一，其形成原因可归纳为三个方面：一是刀刃和工件相对运动轨迹所形成的残留面积等几何因素；二是加工过程中在工件表面产生的塑性变形、积屑瘤、鳞刺和振动等物理因素；三是与加工工艺相关的工艺因素。
表面粗糙度对零件的装配、耐磨性、抗腐蚀性和疲劳寿命等有重要影响。
目前对切削加工表面粗糙度的研究，主要有两种方法，一种采用理论解析法，一种为实验研究法。
本段文字可根据上述两种表面粗糙度研究方法分别展开论述，也可根据自己所选材料适当补充。
写好后，本段加黄底色颜色的文字请删去。
3 残余应力研究残余应力是指物体在没有外力施加或外力施加了卸载后，其内部存在的保持自相平衡的应力系统。
金属切削加工过程伴随着材料内部的高温、高应变和高应变率，在已加工表面产生较大的残余应力；同时，经热处理后的被加工材料具有初始残余应力，加之铣削过程中的切削力、切削热和相变，加工表面与刀具间的摩擦和挤压都会引起零件内部残余应力的重新分布。
3.1 残余应力的生成机理研究残余应力的产生定性地分析有三种形成机理[2]。
一、机械应力引起的塑性变形；二、热应力引起的塑性变形；三、相变引起的体积变化。
已加工表面和里层金属产生的最终残余应力是拉应力还是压应力以及大小是这几种机制竞争的结果，主导作用决定着最终的残余应力状态。
本段文字可根据三种不同的残余应力形成机理分别展开论述，也可根据自己所选材料适当补充。
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3.2 残余应力影响因素的实验研究残余应力对工件的静态力学性能、抗疲劳性能、抗应力腐蚀性能、尺寸稳定性以及使用寿命均有着显着的影响。
残余应力分拉伸残余应力和压缩残余应力，其中压缩残余应力有助于提高加工表面的机械力学性能，如表面有微裂纹时，表层压缩残余应力能够促进裂纹的闭合，提高零件的耐疲劳性能，并且压缩残余压应力越大越有利；而表层拉伸残余应力则抑制裂纹的闭合，不利于零件的耐疲劳和耐腐蚀性能。
因此通过控制切削条件以得到有利的残余应力分布就变得十分有意义。
针对残余应力分布影响因素的研究主要有：本段文字可根据自己所选材料适当补充。
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4 加工硬化研究工件已加工表面层和表层以下金属在切削力的作用下会产生塑形变形，使得表层和次表层的金属硬度提高的现象叫做加工硬化。
加工硬化是塑性变形的强化作用、切削热的软化作用以及金属相变综合作用的结果。
其中，塑形变形和切削热的热-力耦合作用对加工硬化的影响较为显着。
表面加工硬化是评价机械加工表面完整性的重要指标之一。
加工硬化的评价指标有显微硬度、加工硬化深度和加工硬化率，其中加工硬化率一般采用加工后的表面显微硬度与原始显微硬度之比的百分数来表示。
4.1加工硬化的影响因素研究国内外学者研究了切削条件（切削速度、进给量、背吃刀量、刀具磨损以及冷却润滑条件等因素）、刀具参数和工件材料特性等因素对加工硬化的影响。
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可见，切削速度、进给量和切削深度对于加工硬化的影响规律会随着加工方法和加工材料的变化而不同。
4.2 材料特性对工件加工硬化的影响工件材料的塑性会影响强化指数，进而影响其加工硬化特性，影响因素如材料的含碳量，含碳量越高，塑形越低；工件材料的熔点与切削热软化作用有关，熔点越高，则越不易发生软化；在一定温度下得到的金相组织的特性则直接影响了加工后材料的硬度特性。
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4.3 显微硬度沿工件深度方向的分布规律研究加工硬化在工件深度方向的分布规律与以上各种因素有关。
在不同的加工条件下以及加工不同的工件材料得到的显微硬度沿深度方向的分布规律不同。
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5 切削加工白层研究“白层”这一概念是1912年由Stead首次提出的，它是伴随着硬态切削过程所形成的存在于已加工表面或亚表面下的、经金相试剂浸蚀后在光学显微镜下无特征形貌并呈白色或白亮色的硬层，因此被称为白层。
此外，有色金属的白层有时呈“暗色”，故也称为“暗层”。
白层会影响材料的摩擦磨损性能，因此又被称为白色浸蚀层、绝热剪切带、再结晶层和摩擦学转变结构等不同名称[46]。
在白层的下方常常伴有颜色较暗，硬度较低的过渡层金属区域，因其在光学显微镜下常呈现黑色而成为黑层。
对于金属材料，白层具有耐腐蚀和硬度较高的特点。
Herbert等人[47]通过钻削镍基高温合金RR1000在已加工表面得到了白层，发现白层中的晶粒与基体材料比更细小、取向更杂乱，白层的硬度也比基体高出45%。
5.1 白层的形成机制关于白层的研究，很大一部分研究的焦点集中在白层的形成机制上，普遍认为白层的形成机制有三种：第一，快速加热和快速冷却引起的相变；第二，表面对于环境的反应，磨损的表面，含氧和氮；第三，塑形流动引起的均匀结构或晶粒细化的结构。
此外，他还认为应变率、压力和冷却速率对白层的形成也有影响。
目前关于白层形成机制的研究结果主要分为：相变机制、塑性变形机制和相变-塑性变形综合机制。
本段文字可按照相变机制、塑性变形机制和相变-塑性变形综合机制分别展开论述。
写好后，本段加黄底色颜色的文字请删去。
5.2 白层的影响因素研究白层的形成受切削参数（切削速度、进给量和切削深度）和工件材料特性（晶粒尺寸、含碳量、塑性、相变温度）的影响。
5.2.1 切削参数对白层的影响本段文字可将研究方法和研究成果展开论述。
写好后，本段加黄底色颜色的文字请删去。
5.2.2 工件材料特性对白层的影响工件材料的相变温度会影响白层的形成，当相变温度较高时，不容易形成白层；相变温度较低时更容易形成白层。
此外，材料的晶粒尺寸、塑性和含碳量等也会影响白层的形成。
本段文字可将研究方法和研究成果展开论述。
写好后，本段加黄底色颜色的文字请删去。
6 变质层研究对材料进行加工或表面处理时，加工表面受到作用力或热效应的影响，使得加工表面下某深度层的材料在热力耦合的作用下发生变化，该层通常被成为加工变质层。
6.1 变质层的组织特点安徽理工大学的马伏波等人将加工表面变质层分为三类，分别是由外部元素的作用引起的变质层、由组织的变化所引起的变质层和应力作为主要考虑因素的变质层。
本段文字根据自己查阅的文献资料补充。
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6.2 切削参数对变质层的影响加工参数直接影响到切削力和切削热，对加工变质层有很大影响。
本段文字根据自己查阅的文献资料补充。
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参考文献[1] Ulutan D, Ozel T. Machining induced surface integrity in titanium and nickel alloys:A review. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 2011.51(3): p.250-280.[2]陈日耀. 金属切削原理[M].北京：机械工业出版社.2001,01].。