纳米结构金属材料尽管具有高强度高硬度的特点,但它的塑性却很差。这也成为了纳米结构金属材料的应用瓶颈。对纳米结构进行多级构筑得到了梯度纳米结构。金属材料若具备梯度纳米结构,可在一定程度上实现强度与塑性的匹配。而如何在金属材料中制备出梯度纳米结构成为了必须解决的一个技术问题。针对金属板类构件,现今的梯度纳米化工艺及装置大多存在一些缺点与不足。基于此背景,本文提出了双面对称滚压处理(Double-sided symmetrical rolling treatment,DSRT)这种新型的梯度纳米化工艺。并基于此工艺,搭建了一台机械装置。使用该装置可在金属平板双面制备出对称的梯度纳米结构层。主要工作包括如下几个部分:确定金属平板DSRT装置的整体设计方案。该装置主要由传动装置、滚压加工装置、横向进给装置、循环冷却装置等部分组成。电机带动传动装置运动,传动装置继而带动金属平板样品做匀速直线运动。在此期间,滚压加工装置保持不动,对金属平板表面进行滚压处理。经滚压处理后,金属平板表面产生一道压痕。此后横向进给装置控制滚压加工装置进给,在新的运动周期内重复以上过程使金属平板产生新的压痕。此道压痕与前道压痕部分重叠。压痕不断重叠使金属平板表面产生滚压加工区域。进行多道次的DSRT加工并且加工压力逐道次均匀增加,最终实现金属板的梯度纳米化。在加工过程中,循环冷却装置可消除滚压加工装置与金属平板由于连续摩擦产生的热量。对金属平板DSRT装置进行调试。调试工作包括如下部分:通过实验确定传动装置的运动周期、运动速度以及滚压加工装置的进给次数,进而编写加工进给程序;对滚压加工装置的滚压力进行测定;对限位滚轮尺寸的确定;对抗弯曲方案的确定。在调试后的金属平板DSRT装置上对316L不锈钢板进行DSRT实验,探究加工道次及加工进给量对样品表面质量的影响,最终确定316L不锈钢板的DSRT加工方案。对DSRT-316L板样品进行性能表征。包括表面粗糙度测定、金相观察、准静态拉伸试验以及硬度测试。发现DSRT-316L板试样粗糙度Ra为20.8 nm,较母板试样有很大提高;观察到DSRT-316L板试样内部晶粒尺寸由表及里逐渐变大,呈梯度式分布;在硬度测试中发现,7道次、加工进给量15μm加工获取的DSRT-316L板试样表层硬度高达460 HV,芯部硬度为260 HV,而母板试样硬度为190 HV;在拉伸试验中发现,9道次、加工进给量15μm加工获取的DSRT-316L板试样,屈服强度较母板试样(248 MPa)提升至565 MPa,抗拉强度较母板试样(602 MPa)提升至766 MPa,延伸率保持在41%左右。