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金属工程材料的失效大多起源于材料的表面,如果能使金属材料表面的晶粒细化至纳米级,就可以利用其优越性能来提高材料的整体力学性能和环境服役行为了。表面纳米化技术是近几年新提出来的,它可以利用表面机械研磨(SMAT)、高能喷丸(HESP)、强烈塑形变形(SDP)等技术在金属材料的表面制备出纳米晶,从而实现这一设想。本实验利用表面机械研磨技术使低碳钢材料实现了表面纳米化,然后利用金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、表面粗糙度仪等测试手段对低碳钢SMAT试样的微观组织结构和性能进行了表征,研究了表面纳米化工艺对材料表面的影响。最后通过电化学测试、盐雾腐蚀、应力腐蚀等一系列腐蚀实验对低碳钢表面制备出的纳米晶的耐腐蚀性能进行测试,并与其粗晶材料的耐腐蚀性能做对比分析,从而解释说明了两种不同含碳量的低碳钢(含碳量分别为0.08%、0.20%)在SMAT前后耐腐蚀性能变化的差异。主要实验结果如下：(1)在经过盐雾腐蚀后,含碳量为0.20%的低碳钢试样的表面均匀平整,仅会在其上发现尺寸极小、数目稀少的腐蚀坑；与其相比,含碳量为0.08%的低碳钢SMAT试样表面的腐蚀程度非常严重,试样表面会出现多而深且分布不规则的腐蚀沟槽。这表明,SMAT会大幅度降低含碳量为0.08%的低碳钢的耐盐雾腐蚀能力,而不会对含碳量为0.20%的低碳钢的耐腐蚀性能造成太大的影响。(2)在电化学测试中,无论是在0.05mol/L H2SO4+0.05mol/L Na2SO4腐蚀介质中,还是在0.05mol/L H2SO4+0.05mol/L Na2SO4+0.5mol/L NaCl腐蚀介质中,含碳量为0.08%的低碳钢试样耐腐蚀性能都大幅度下降,而含碳量为0.20%的低碳钢试样耐腐蚀性能都变化得不明显,该结果与盐雾腐蚀结果一致。通过进一步实验得出,晶粒尺寸是造成含碳量为0.08%的低碳钢、含碳量为0.20%的低碳钢耐腐蚀性能在SMAT之后出现较大差异的主要原因。