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利用表面机械加工法在经过调质处理的Cr—Si合金钢表面制备了纳米结构层，利用透射电镜（TEM）和X射线衍射（XRD）等分析技术对距表面不同深度的微观结构进行分析，研究原始微观结构对晶粒细化过程的影响。结果显示，在细化初期原始的小角度亚晶界被演化为高密度位错墙，长条形亚晶被演化为含有高密度位错的条形位错胞；一些原始的小角度的亚晶界在高密度位错墙处湮灭；在细化过程的早、中期结构尺寸分布不均匀。在最表面层渗碳体颗粒发生切变和溶解，随着渗碳体颗粒的溶解，结构尺寸趋于均匀。分析表明，原始亚结构影响了细化早、中期微观