浙江至德鋼業(yè)有限公司基于304不銹鋼管在工業(yè)中的廣泛應用和內表面改性需求，開(kāi)發(fā)新的表面塑性變形方法，在304不銹鋼管內表面制備納米結構表層，并選擇具有廣泛工業(yè)應用背景的低層錯能材料AISI 304不銹鋼作為對象，定量計算變形工藝參數，詳細表征微觀(guān)結構并評價(jià)表面性能，現得到如下結論：

 1. 發(fā)展了一種304不銹鋼管內表面納米表層的制備技術(shù)——管件內表面碾磨（PISG）。利用三個(gè)呈120°分布的硬質(zhì)合金球以點(diǎn)接觸，高速剪切樣品表面，引入高速表面塑性變形。通過(guò)孿晶偏轉，獲得PISG變形工藝參數：1道次表面剪切應變達到了12以上，應變速率達到了10 4~10 5 s-1，應變梯度則達到了0.98μm-1左右，變形工藝參數均隨深度增加呈指數降低。

 2.實(shí)現了304不銹鋼管內表面納米化。4道次PISG處理后，304不銹鋼管內表面產(chǎn)生了厚度約800μm的梯度硬化層，表層硬化至基體的兩倍以上。距表層100μm的區域，形成單相奧氏體組織，晶粒尺寸小于100 nm；深度減小至30μm時(shí)，形成平均寬度約80 nm的板條組織；表層平均晶粒尺寸約為20 nm以下。

 3. 建立了304不銹鋼管的結構演化至納米尺度的一般過(guò)程。隨著(zhù)變形增加，304不銹鋼管的結構演化歷經(jīng)四個(gè)階段：位錯滑移主導的變形：應變較低時(shí)，位錯滑移被限制在{111}面上，形成平面型位錯列，不同方向的位錯列互相交割，形成位錯網(wǎng)絡(luò )；變形孿晶主導的變形：應變較高時(shí)，產(chǎn)生單系和多系孿晶，孿晶互相交叉，將晶粒分割成塊，同時(shí)，導致馬氏體相變，形變誘導的馬氏體與奧氏體滿(mǎn)足經(jīng)典的K-S取向關(guān)系；剪切帶主導的變形：更高的應變，孿晶局部剪切產(chǎn)生剪切帶，剪切帶導致孿晶變形彎曲和取向關(guān)系的改變，隨后剪切帶內部出現孿晶亞結構的產(chǎn)生和再消失，以及層片組織的形成；納米晶的形成：剪切帶內發(fā)生退孿生，形成寬度約為80 nm的板條組織，逐漸被內部產(chǎn)生的位錯界面（小角晶界）分割，形成約為20 nm的等軸狀納米晶。