切削加工过程中由于力和热等因素的综合作用，工件表面层材质的物理力学性能和化学性能发生了一定的变化，主要包括：加工表面层因塑性变形产生的冷作硬化；加工表面层因切削热或磨削热引起的金相组织变化；加工表面层因力或热的作用产生的残余应力。

（1）表面层的冷作硬化

切削加工过程中表面层金属受到切削力和切削热的作用，产生强烈的塑性变形。使表面层的强度和硬度提高，塑性下降，这种现象称为冷作硬化。其实质是使晶格扭曲畸变，晶粒间产生剪切滑移，晶粒被拉长。

（2）表面层残余应力

机械加工过程中由于切削变形和切削热等作用，机械加工后的工件，一般都存在一定的残余应力。这是由于切削加工中表面层产生了强烈的塑性变形。同时，金相组织变化造成的体积变化也是产生残余应力的原因之一。

（3）表面层金相组织变化

机械加工过程中，工件表面加工区及其周围在切削热的作用下温度上升，当温度升高到超过工件材料金相组织变化的临界点时，就会发生金相组织变化。