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利用透射电镜对Zr-4合金表面进行高能喷丸处理所致纳米结构的微观组织演变特征进行了研究。结果表明，经过喷丸处理变形后，Zr-4合金表面形成一层平均晶粒尺寸为几纳米至十几纳米的致密纳米层，随着离表面距离的增加，晶粒尺寸也不断增加。通过对Zr-4合金的变形行为以及微观结构组织演变的观察和分析，探讨了纳米晶的形成机制。