Die Funktionseigenschaften und Lebensdauer gefertigter Bauteile wird maßgeblich von ihren Oberflächeneigenschaften bestimmt. Spanende Fertigungsprozesse, insbesondere das Drehen gehärteter Stähle, induzieren durch die mechanische Trennarbeit ein hohes mechanisches sowie thermisches Lastkollektiv in die Werkstückrandzone. Hieraus resultierende Eigenschaftsänderungen, sind in der Regel ungewünscht, weshalb Fertigungsprozesse sicherheitskritischer Bauteile gegenwärtig mittels aufwändiger empirischer Untersuchungen ausgelegt werden. Eine Vorhersage oder Überwachung funktionsrelevanter Randzoneneigenschaften mit im Prozess erfassten Messgrößen ist nach heutigem Stand der Technik nicht möglich. Entweder sind hierfür erforderlichen Prozessgrößen nicht mit ausreichender Auflösung mess- oder mit Hilfe von Modellen nur mit hohem Rechenaufwand und großem erforderlichen Expertenwissens berechenbar. Im Rahmen dieser Arbeit wurde daher eine schnellrechnende analytische Modellumgebung entwickelt, mit deren Hilfe eine direkte Vorhersage mikrostruktureller Gefügemodifikationen möglich wird. Kernziel dabei war es, die Dicke der White Layer gefertigter Werkstücke abzuschätzen. Die Kenntnis der thermo-mechanischen Werkstückbelastung mit hoher zeitlicher und örtlicher Auflösung erlaubte eine mathematische Beschreibung der Initiationsmechanismen dieser Rekristallisation mithilfe der freien Helmholtz-Energie. Zentraler Gegenstand der Dissertation war zuerst die Entwicklung eines innovativen Prüfstands zur Berechnung der prozessinduzierten Dehnungen und Dehnraten auf Basis hochauflösender Prozessbilder. Die Digital Image Correlation (DIC) ermöglichte die Analyse der Bewegungslinie einzelner Werkstückpartikel durch die Zerspanzone und so die Abbildung der Belastungshistorie einzelner Werkstoffpartikel. Im zweiten Schritt folgten die Entwicklung und Validierung eines analytischen Temperaturmodells. Eingangsgrößen des Modells waren dabei lediglich die Prozessrandbedingungen und die im Prozess gemessene Zerspankraft. Die Kopplung beider hochauflösenden Lastkollektive im Rahmen eines schnellrechnenden Randzonenmodells bildete den Abschluss der Arbeit. Auf diese Weise war es möglich, dynamische Rekristallisation und somit die Ausbildung von White Layer analytisch und ausschließlich auf Basis von im Prozess erfassten Zustandsgrößen zu berechnen. Zukünftig ist somit auch eine Übertragung auf industriell relevante Zerspanprozesse möglich.