Al-Si合金以容重小、比强度高、铸造成型性好和热膨胀系数小等特点而成为制造行业理想的结构材料，但因其表面硬度低、耐磨性差，限制了它在工业中的广泛应用。表面机械研磨处理(SMAT)技术能够通过强烈塑性变形在工程金属材料上制备出纳米结构表层，从而有可能用于提高Al-Si合金表面（和整体）的性能与服役行为。同时Al-Si合金中α-Al相与Si相基本不互溶，且不会发生固态相变，在以往的形变诱发表面纳米化机理探索中，还未见此类合金的研究报道。为此，本工作选用挤压型材Al-12.7Si合金进行SMAT工艺处理;利用光学显微镜、X射线衍射、透射电子显微镜系统研究了其深度方向结构演变过程;采用维氏硬度计、磨粒磨损试验机分析了SMAT样品表面硬度、磨损性能的变化。主要结论如下:　　1.经过SMAT后，Al-12.7Si合金表面形成了厚度约20μm的纳米晶层，表面平均晶粒尺寸约为8nm，并随着深度的增加而逐渐增大;在表面至160μm深度的变形层内，显微组织依次由纳米晶向亚微晶、位错胞和无应变基体过渡。证明SMAT可以实现Al-12.7Si合金表面纳米化。　　2.SMAT诱发Al-12.7Si合金纳米化机理如下:　　i)在外加载荷的反复作用下，Al基体内部不断产生位错，高密度的位错通过滑移、交互作用、湮灭和重组形成位错胞/亚微晶;同时，当Al基体位错滑移在Si颗粒处受到阻碍后会在两相界面处产生应力集中，当其达到Si颗粒位错滑移所需的临界分切应力时，位错产生单系滑移或多系滑移，将Si颗粒切开。　　ii)随着应变量和应变速率的增加，Al位错胞/亚微晶通过不断吸收位错使取向差逐渐增大，而位错胞/亚微晶内部继续产生高密度的位错，并通过滑移、交互作用、湮灭和重组等形成尺寸更小的位错胞/亚微晶;同时，Si颗粒内部也更容易产生各方向的位错滑移，使其进一步切割、细化，并通过Al基体的塑性流动而弥散分布。　　iii)最终在大应变量、高应变速率和多方向载荷的共同作用下，显微组织不断重复上述过程，形成等轴状、取向呈随机分布的纳米晶。除此之外，高形变储能诱发的动态再结晶对晶粒细化也有一定的贡献。　　3.经过SMAT后，Al-12.7Si合金的表面硬度显著提高，约为处理前样品的3倍;在表面至160μm深度范围内，硬度随着深度的增加而逐渐下降至与无应变基体相同。表面硬度的提高可归因子晶粒细化、加工硬化和Si颗粒的弥散强化的共同作用。　　4.SMAT诱发的表面纳米化提高了Al-12.7Si合金表面的耐磨性，在5～15N的载荷下，SMAT样品磨损量比原始样品降低了23～37％。证明表面纳米化可以用于Al-12.7Si合金表面强化。