在磨削過程中，工件表面層將受到砂輪的切削力、壓縮力和摩擦力的作用。尤其是后兩者的作用，使工件表面層形成方向性很強的塑性變形層和加工硬化層。這些變質層必然影響表面層殘余應力的變化。

（1）冷塑性變形層

在磨削過程中，每一刻磨粒就相當于一個切削刃。不過在很多情況下，切削刃的前角為負值，磨粒除切削作用之外，就是使工件表面承受擠壓作用（耕犁作用），使工件表面留下明顯的塑性變形層。這種變形層的變形程度將隨著砂輪磨鈍的程度和磨削進給量的增大而增大。

（2）熱塑性變形（或高溫性變形）層

磨削熱在工作表面形成的瞬時溫度，使一定深度的工件表面層彈性極限急劇下降，甚至達到彈性消失的程度。此時工作表面層在磨削力，特別是壓縮力和摩擦力的作用下，引起的自由伸展，受到基體金屬的限制，表面被壓縮（更犁），在表面層造成了塑性變形。高溫塑性變形在磨削工藝不變的情況下，隨工件表面溫度的升高而增大。

（3）加工硬化層

有時用顯微硬度法和金相法可以發現，由于加工變形引起的表面層硬度升高。

除磨削加工之外，鑄造和熱處理加熱所造成的表面脫碳層，再以后的加工中若沒有被完全去除，殘留于工件表面也將造成表面軟化變質，促成深溝球軸承的早期失效。

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