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为研究TA17近α钛合金在高能喷丸（HESP）过程中的晶粒细化机制，采用高能喷丸对TA17近α钛合金棒材端面进行处理，利用光学显微镜（OM）、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和x射线衍射仪对喷丸变形层组织进行表征，按照变形层中不同深度的组织特征对晶粒细化机制进行探讨。结果表明：在喷丸表面形成35nm左右的等轴纳米晶，在孪晶形成层中粗晶内形成较厚的孪晶薄片，在过渡层中位错滑移使孪晶薄片内生成小角度取向的亚晶，在纳米层中亚晶被转变成随机取向的等轴纳米晶。