В машиностроении для повышения прочности и износостойкости деталей широко применяют методы поверхностной термической и химико-термической обработки и различные покрытия.
Повышение качества поверхностного слоя может быть достигнуто в результате применения как обычных методов при определенных режимных условиях, так и специальных методов обработки.
Наиболее вредно отражаются на качестве поверхностного слоя его структурные неоднородности и наличие напряжений растяжения; наличие напряжений сжатия в ряде случаев заметно повышает предел усталости металла детали.
Релаксация остаточных напряжений в материале, особенно у тонкостенных деталей, в процессе их эксплуатации может привести к искажению формы и размеров. Эти явления, в частности, могут иметь место при тепловом воздействии на детали реактивных двигателей. Повышенная микротвердость улучшает износостойкость поверхностного слоя.
Формирование поверхностных слоев деталей машин происходит в результате тепловых и силовых явлений при резании в основном на окончательных операциях механической обработки. Определенное влияние на формирование этих слоев оказывают операции пред-шествующей обработки и даже заготовительные процессы. При положительном характере этого влияния припуски на чистовую: и отделочную обработку устанавливают так, чтобы сохранить у детали полученные ею в силу технологической «наследственности» положительные качества (наклеп поверхностного слоя, высокую поверхностную твердость, отбеленную корку у отливок и пр.)
Наиболее важно получить высокое качество поверхностного слоя после шлифования и тонкого точения, т. е. для широко применяемых при достижении 2—3-го классов точности и 6—9-го классов чистоты отделочных методов обработки.
Для процесса шлифования характерна высокая температура, возникающая в тонком поверхностном слое, и распространение тепла в условиях нестационарного температурного поля. При этом возможно возникновение структурных неоднородностей и появление вследствие этого мелких трещин. У закаленных деталей возможно образование в самом верхнем слое зоны вторичной закалки, а под нею — зоны вторичного отпуска с относительно низкой твердостью.