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影響硬態(tài)切削已加工表面質(zhì)量的另一個重要因素是白層的形成。白層是伴隨著硬態(tài)切削過程所形成的一種組織形態(tài)，它具有的磨損特性：一方面硬度高，耐蝕性好；另一方面又表現(xiàn)出較高脆性，易引起早起剝落失效，甚至形成鍛件加工之后放置一個階段后開裂。

在高剛性數(shù)控車床上采用陶瓷和PCBN刀具切削淬硬AISIE52100軸承鋼時發(fā)現(xiàn)：鍛件表層和亞表層的組織狀態(tài)發(fā)生變化，其微觀組織由白色的未回火層和黑色的過回火層組成。

目前將白層視為馬氏體組織的觀點一致認可，主要爭議在于白層的精細結(jié)構(gòu)。

一種觀點認為白層是相變的結(jié)果，是由材料在切削過程中被快速加熱和驟然冷卻而形成的晶粒細小的細晶馬氏體組成。另一種觀點認為白層的形成僅術語變形機制，只是由塑性變形而成為的非常規(guī)型馬氏體。

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視頻作者：定襄縣億欣源法蘭加工有限公司

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鍛件在冷卻過程中如有相變發(fā)生，除引起溫度應力外，還會產(chǎn)生組織應力，也是由于相變前后組織的比容發(fā)生變化，以及鍛件表里相變時間不同的結(jié)果。

如鍛件在冷卻過程中有馬氏體轉(zhuǎn)變時，隨著鍛件溫度降低，表層先進行馬氏體轉(zhuǎn)變，由于馬氏體的比容大于奧氏體的比容，這時所引起的組織應力為，表層是壓應力，心部為拉應力。 

但是這時心部溫度比較高，處于塑性良好的奧氏體狀態(tài)，通過局部塑性變形，上述應力很快得到松弛。隨后鍛件繼續(xù)冷卻，心部也發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，這時產(chǎn)生的組織應力，心部是壓應力，表層為拉應力。

應力不斷增大，直到馬氏體的轉(zhuǎn)變結(jié)束為止。由于鋼中所有相的比容均比奧氏體大，因此當鍛件冷卻發(fā)生其它組織轉(zhuǎn)變時，所產(chǎn)生的組織應力同樣具有上述規(guī)律。

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對鍛件來說，打中心孔并對表面和中心一起冷卻，可使拉應力的峰值移向中間層，數(shù)值也可大大降低，所以，這是防止橫斷的有效方法之一。

然而打中心孔時往往會使冶金缺陷暴露到中心孔表面，亦有其不利之處。較完整的模擬技術應將數(shù)值模擬和物理模擬結(jié)合起來。

所謂數(shù)值模擬是指采用一組代數(shù)的或微分的控制方程來描述一個過程或一個過程的某些方面，通過計算機求解，得到計算域內(nèi)所有變量完整而詳盡的值。

數(shù)值模擬的控制方程可分為理論型、半經(jīng)驗型和經(jīng)驗型三類。

理論型是指獲得公認的經(jīng)典關系式，常反映了某個物理量的守恒性質(zhì)。半經(jīng)驗型是指通過對公認的理論關系進行簡化或附加一定的假設，而獲得的控制方程。