硬脆材料延性域磨削过程中材料的变形尺度通常为微纳尺度。在该变形尺度硬脆材料通常表现出较高的屈服强度,使得弹性变形占总变形的比例较大。较大比例的弹性变形导致磨削过程中回弹现象较为严重,因此研究磨削过程中的回弹现象对进一步理解磨削机理具有重要的意义。本文从单颗磨粒与硬脆材料的弹塑性作用机制出发,针对硬脆材料延性域磨削过程的回弹现象展开了系统的研究。提出了一种单颗磨粒高速划擦试验方法并研发了试验平台。建立了单颗磨粒准静态划擦过程回弹模型。基于单颗磨粒准静态划擦回弹模型建立了单颗磨粒动态划擦回弹模型。选择单晶硅作为研究对象,对单晶硅高速划擦过程展开了试验研究和理论分析。建立了考虑回弹的单晶硅切入式磨削模型,开展了单晶硅的切入式磨削试验,对单晶硅的磨削机理展开了系统的研究。所提出的单颗磨粒高速划擦试验方法通过延长划痕长度,为获得高速稳定的划擦过程提供了基础,最大稳定划擦速度可达50m/s。通过所提出的方法可以实施单颗磨粒恒深度划擦以及变深度划擦。对于恒深度划擦而言,通过在线超精密切削和原位动平衡可以极大程度提高划擦过程的稳定性。对于变深度划擦而言,通过激光位移传感器原位辅助微调和原位动平衡,实现划擦深度的精确渐变从而提高了划擦过程的稳定性。所提出的单颗磨粒高速划擦试验方法可实现划擦深度在微米尺度的精确可控,从而适用于硬脆材料划擦过程中划痕回弹现象的研究。通过有限元方法对压痕回弹和划痕回弹之间的关系进行了研究,发现两者具有高度的一致性。基于这一结论,通过建立压痕回弹模型间接建立了准静态划痕回弹通用模型。由于材料的高速动态力学性能和准静态力学性能存在差别,导致动态划痕回弹与准静态划痕回弹也不相同。建立了划擦过程的动态力学模型和温度模型,并通过迭代计算得到动态划擦过程中热力耦合平衡状态下材料应力状态并结合准静态划痕回弹模型建立了动态划痕回弹通用模型。开展了单晶硅的单颗金刚石磨粒高速划擦试验,并建立单颗金刚石磨粒高速划擦单晶硅的回弹模型,展开了单晶硅高速划擦过程试验研究和理论分析。结果表明单晶硅在高速划擦过程中的回弹较为严重,其回弹比率大于50%。将试验和理论计算所得划痕回弹量进行对比,发现两者之间具有较高的吻合性,证明了所建立的单晶硅高速划擦回弹模型的准确性。对砂轮地貌进行了测量和统计学分析,并基于统计分析结果建立了砂轮的数字化模型。以砂轮的数字化模型为基础,建立了考虑回弹效应的切入式磨削模型,对单晶硅的切入式磨削机理展开了系统研究。结果表明考虑回弹的理论计算结果和试验结果吻合度较高,不考虑回弹与考虑回弹理论计算结果差异性较大。研究结果表明适当的提高单晶硅的磨削速度有利于实现单晶硅的延性域磨削。