众多的研究表明，材料的许多失效行为是从表面开始的，这就为材料改性提出了新的发展思路。如果能够在传统金属材料的表面制造出性能优异的纳米层，即实现表面纳米化，就可以通过材料表面组织性能的优化提高材料的综合力学性能及服役行为，从而为纳米技术工程在工程材料上的应用提供切实可行的途径。 采用超音速微粒轰击技术对金属材料表面进行轰击处理，在材料表层获得纳米晶组织，是实现材料表面纳米化的一种有效手段。本实验对316L不锈钢材料，采用法国University of Technology of Troyes的Lu Jian教授和中国科学院金属研究所卢柯教授提出的金属材料表面纳米化方法，在中国科学院金属研究所刘刚等通过利用x射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电镜(TEM)等测试技术，对超声喷丸诱导的316L不锈钢表面纳米化后样品的微观结构特征进行测试分析的基础上，对表面纳米化的微观机理进行了进一步的探讨；实验中，采用经超声喷丸处理16分钟后在表面已形成了纳米晶组织的316L不锈钢试样和未表面处理的316L不锈钢试样，通过对比拉拉疲劳试验，运用数理统计学的方法分析研究了表面纳米化处理对316L不锈钢的疲劳性能的影响，并对表面进行了残余应力的测试，作了疲劳断口形态分析，进一步探讨了表面纳米化对疲劳性能的影响。 研究结果表明，超声喷丸表面纳米化处理可以有效地提高316L不锈钢的疲劳寿命，经16分钟超声喷丸表面纳米化处理的316L不锈钢板的中值疲劳寿命是原始状态未表面纳米化处理钢板的中值疲劳寿命的1.1508～1.5988倍，置信区间为95％。通过扫描电镜对疲劳断口的观测和x射线残余应力实验研究，可以认为超声喷丸处理在表面所形成的残余压应力对其疲劳寿命的提高起到了非常重要的作用。