磨削工艺是难加工材料的常用加工方法,由于材料本身的特点,难加工材料在磨削加工时,工件表层容易产生磨削烧伤和裂纹,从而对零件的使用性能产生不利影响。传统的磨削开裂机理对于磨削表面出现二次淬火和存在诸如酸洗、电镀等吸氢环节的研究比较明确,但在采用正常的磨削工艺,在既不涉及吸氢环节,也没出现二次淬火时的磨削开裂理论还不够完善。本工作就此展开了钢磨削开裂的特征和机理研究,希望通过深入研究钢磨削开裂机理及其影响因素,以完善现有的磨削开裂理论,制定正确的预防措施,避免类似问题的发生。本工作以GCr15钢的砂轮磨削为研究对象,首先研究了磨削开裂特点及裂纹特征,结果表明磨削裂纹具有延迟性,延迟时间在5min-3h之间,裂纹多出现在磨削表面0.14mm-0.55mm的浅表层；磨削裂纹宏观上大多数呈平行状,与磨削方向相垂直；不论磨削工艺如何,磨削表面均会产生磨削变质层；在磨削浅表层的某一区域范围总会出现最大的拉应力；裂纹面上的断裂方式以沿晶为主,有少量解理和准解理断裂,也会出现二次裂纹,类似于氢脆断口的特征。通过改变回火温度,-196℃深冷处理和酸侵等方法,进一步研究了磨削开裂的影响因素。研究发现,经过170℃回火后的GCr15钢单次磨削进刀量超过0.01mm时容易出现磨削开裂；随着回火温度的提高,磨削开裂倾向减小；酸侵和深冷处理均增大了GCr15钢的磨削开裂倾向；对GCrl5钢的磨削开裂特点和裂纹特征,以及磨削开裂的影响因素做了比较深入的分析,认为磨削开裂与氢致延迟性破裂有关。最后,采用光滑试样慢应变速率拉伸和预裂纹试样裂纹扩展方法对GCr15钢进行了氢致延迟性破裂试验,以研究钢磨削开裂的机理。慢应变速率拉伸试验结果表明,经过170℃回火后的GCr15钢在自然大气中表现出极高的氢脆敏感性,酸侵后对氢脆更为敏感；裂纹扩展试验表明,经过400℃回火后的GCr15钢在去离子水中发生了氢脆型断裂,扩展速度快,表现出高的氢脆敏感性,试验测出了400℃回火后的GCr15钢在去离子水中的氢脆敏感性的界限应力强度因子K1th,在12.0-13.0MPa·m1/2之间。材料在整个加工工序期间不存在明显吸氢环节,磨削工艺正常,磨削表面未产生二次淬火时,试验结果测得其磨削表面存在较大的拉应力,GCrl5钢原材料检测出氢含量为0.1-0.4ppm,钢磨削开裂完全具备发生氢脆断裂的条件。磨削裂纹的延迟性特点以及磨削裂纹开裂面SEM形貌特征表明磨削开裂的本质为氢致延迟性破裂。