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目的：研究 AZ91D 镁合金表面经机械研磨处理的晶粒细化行为与机制。方法通过表面机械研磨处理方法对密排六方结构的 AZ91D 镁合金进行表面强变形处理，并对表面变形层的微观结构进行表征。结果经过60 min 的机械研磨处理后，样品表层形成了厚约80μm 的变形层，变形层组织呈梯度分布。随着距表面距离的增加，晶粒逐渐变大，表层晶粒尺寸达到20 nm。结论通过机械研磨处理， AZ91D 镁合金表面晶粒可以得到明显细化，达到纳米级，晶粒细化机制是孪生和位错滑移的综合作用。