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运用表面机械研磨技术(SMA)合成低碳钢纳米表面层，且通过不同的技术形式来表征其表层的细微结构。并测得不同深度的硬度值。实验结果表明其显微结构沿深度方向不均匀变化。从表层到大约40μm深的区域，晶粒大小从10nm增至100nm；大约40—80nm深的相邻区域，晶粒大小从100nm增至1000nm。晶粒的细化与位错的活性有关，经表面机械研磨处理后，低碳钢表层的硬度与原始试样的硬度相比得到了明显的增强，这有利于晶粒细化。