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利用X线衍射仪（XRD）、电子探针（EPMA）、扫描电子显微镜（SEM）、光学显微镜（OM）研究了316L奥氏体不锈钢准平衡气体渗碳层的残余应力、碳质量分数分布以及微观结构。结果表明：准平衡气体渗碳层内为单一的扩张奥氏体相（S相）结构;C原子的渗入及碳质量分数梯度分布,导致渗碳层表面产生极高的压缩残余应力,局部发生塑性变形。