磨削烧伤的实质是工件表面材料的晶相结构发生变化，产生原因是磨削温度高，磨削区的温度可达到400~1 000 ℃，工件表面温度达到950℃以上，该温度超出了钢的相变温度AC1，见图1碳钢在加热冷却时临界点Fe-Fe3C相图上的位置，AC1温度在727 ℃以上。

磨削过程中，如果工作表面层温度超过相变温度AC1，则对于淬火后、回火后的钢件来说，其表层的回火马氏体组织逐渐转变为奥氏体组织，见图2。共析钢的曲线，在不使用冷却液的情况下，奥氏体组织逐步转化为铁素体和珠光体，工件表面的硬度急剧下降，工件表层退火，这种现象称为退火烧伤。在干磨时容易产生这种烧伤。磨削时，工件表层温度超过相变温度AC1，回火马氏体组织逐渐转变为奥氏体组织，在使用磨削液急冷条件下，则表面形成二次淬火马氏体，二次淬火马氏体组织很薄，硬度较回火马氏体高，这种烧伤称为淬火烧伤。磨削加工时，工件表面未超过AC1，但超过300 ℃，这时马氏体转变为回火托氏体，这种烧伤称为回火烧伤。在300℃以下一般不发生晶相结构的转变，所以不产生烧伤问题。