表面纳米化是通过采取特定的方法在金属材料的表面加工生成出具有特殊性能的纳米层,使其表面产生纳米化的效果,那么就可以延长金属材料的使用寿命,提高各种机械性能。表面自身纳米化是当金属表面受到重复的不平衡性载荷的刺激,表层的晶体结构会产生剧烈的塑性变形,材料中原有的粗大晶粒发生超微细化并达到纳米量级。课题中利用高能弹丸轰击诱导金属表面纳米化的方法简单可靠,能使弹丸获得超高能量,提高纳米化效率,可以在金属表面制得一层较厚的分布均匀的纳米层,其机械性能足以达到目标要求,设备成本低,能够应用于研究或生产当中。课题在满足目标要求的基础上,完成高能弹丸轰击诱导金属表面纳米化设备的研制,包括理论分析计算,建立纳米化设备各零件的三维模型,然后进行虚拟装配,对纳米化设备重要零部件进行有限元分析,验证设计的合理性,根据二维工程图加工出实物零件并完成装配。表面纳米化设备样机加工装配完成后,为确保样机能够实现所要求的功能特征,需要对整机和重要零部件进行调试以及部分性能测试。在对不同材料的工件试样进行了不同参数下的高能弹丸轰击诱导表面纳米化的实验之后,配合运用粗糙度仪、显微硬度仪对工件的粗糙度、硬度进行测试,利用金相分析(OM)、X-射线衍射(XRD)技术及透射电镜(TEM)分析工件试样表面纳米化的显微结构特征。结果表明,经过高能弹丸轰击诱导金属表面纳米化的处理,可以在试样表面制备出厚度约为50umm、晶粒尺寸为10nm左右的纳米层,为表面纳米化的研究奠定了基础。