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本工作采用最近发展的表面机械研磨技术(SMAT),在纯Fe和38CrMoAl钢样品表面制备出纳米结构表层,利用X-射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、扫描电镜(SEM)和纳米压痕仪等分析手段对研磨表层进行了结构表征;并系统地研究了纳米结构表层的气体渗氮行为,根据实验结果建立起纳米材料气体渗氮的热力学和动力学模型.本文还对SMAT技术在工业渗氮方面的应用进行了以下三方面的研究:一.纯Fe和38CrMoAl钢表面纳米层的制备、结构表征及热稳定性二.纯Fe纳米结构层对气体渗氮行为的影响三.38CrMoAl钢纳米结构层对气体渗氮行为的影响