表面纳米化技术旨在通过制备纳米结构表层,大幅度提升材料表面的强度、硬度等力学性能,并优化材料的表面活性以及化学热处理性能。迄今,科学家开发了多种表面纳米化技术,其中塑性变形法因工艺简单、成本低廉、表层和基体间不存在结构和成分的突变等特点成为研究热点,但是,表面塑性变形往往会降低表面质量,比如,导致表面粗糙度升高、出现微裂纹等,对实际服役不利,也因此影响对纳米结构表层性能的正确评价。因此,本研究以奥氏体不锈钢为研究对象,分别利用表面超声滚压技术（USRT）和管件内表面机械碾磨技术（PISG）制备高质量纳米结构表层,详细表征其微观结构演化机制,并研究在0.6 mol/L NaCl溶液中的耐点蚀性能,揭示晶粒细化对耐点蚀性能的影响机理。获得结果如下:1)USRT在AISI 304不锈钢中获得高表面质量纳米结构表层。4道次振幅8μm USRT产生了600μm深的硬化层,表层晶粒被细化至42 nm,硬度由190 HV被提升至450 HV。表面粗糙度由1.9μm降低至0.3μm（Ra）。2)揭示了USRT处理表面质量提升的表面轮廓粗糙峰压平机理和AISI 304不锈钢在USRT过程中晶粒细化的一般过程:i)位错滑移形成平面位错列和变形孪晶;ii)孪晶束的形成;iii)剪切带的萌生与发展长大;iv)表层超细层片和纳米层片结构的形成。3)AISI 304不锈钢纳米结构表层具有较高的点蚀电位。纳米结构表层和粗晶样品的动电位极化曲线均表现出钝化行为。与退火粗晶样品相比,纳米结构表层具有更高的点蚀电位和更广的钝化区间。4)晶粒细化使不锈钢表面产生大量的缺陷是影响耐点蚀性的重要因素。通过计算得出Cr在AISI 304不锈钢表面纳米表层的有效扩散系数Deff是退火粗晶样品的2.9×10~3倍。304不锈钢表面在NaCl溶液中生成的钝化膜具有双层结构,内层富Cr,外层富Fe。电化学腐蚀后,纳米结构表面不平度更低,且钝化膜厚度增加。钝化膜的结构主要是非晶,内部含有少量的纳米晶。