通过近年来的研究发现,梯度纳米结构材料具有独特的微观结构以及所表现出来的优异性能。表面机械研磨处理(Surface Mechanical Attrition Treatment,简称SMAT)作为表面自身纳米化技术之一,它能够有效的提高材料的力学性能,采用表面机械研磨处理可以克服铝合金表面性能的不足,提高材料整体的性能,延长使用寿命。因此,本工作对两种不同晶粒尺寸5182铝合金进行了表面机械研磨处理。采用电子背散射衍射(EBSD)、X-射线衍射仪(XRD)、扫面电子显微镜(SEM)及显微硬度、单轴拉伸等测试设备系统研究了表面机械研磨处理后不同晶粒尺寸5182铝合金的显微组织和力学性能特征。得到的主要研究结论有：1.显微组织方面,对细晶(连铸连轧)和粗晶(传统轧制)5182铝合进行X-射线衍射,对X-射线衍射图标定后,其结果表明：可以发现细晶和粗晶的5182铝合金SMAT处理前后都为Al单相合金,而且都只有面心立方结构所特有的晶面(111)、(200)、(220)、(311)和(222),细晶和粗晶5182铝合金在SMAT处理前后都着很强的晶面(111)和(200)。经SMAT处理1 min后,细晶和粗晶5182铝合金表面的平均晶粒尺寸达到最小,分别为65.7 nm和70.1 nm,相对应的微观应变分别为0.17%和0.15%。对细晶和粗晶5182铝合金进行EBSD分析,其结果表明：细晶和粗晶5182铝合金经过SMAT处理后,合金表面的平均晶粒尺寸都有很大程度的细化,未经SMAT处理的细晶和粗晶5182铝合金的平均晶粒尺寸分别为7 μm和13 μm,经SMAT处理3 min后,细晶和粗晶5182铝合金表面的纳米层晶(～100nm)层分别为20 μm和10 μm,平均晶粒尺寸分别为5.6 μm和12.5 μm,分别减小了24%和4%。而且,经过SMAT处理后,细晶和粗晶5182铝合金的组织从材料的表面到材料的芯部呈现出梯度纳米的结构。同时可以看到细晶5182铝合金在轧制方向,晶粒明显被拉长,而粗晶5182铝合金在轧制方向上相对没有那么明显的被拉长,说明连铸连轧对5182铝合金比传统轧制对其的各异性更加有效。SMAT处理3 min后,对细晶和粗晶5182铝合金的取向差有影响,使得大角晶界向小角晶界转变。2.力学性能方面,细晶(连铸连轧)和粗晶(传统轧制)5182铝合金经过SMAT处理后,板材的整体硬度都有一定的上升,且沿板材试样表面到芯部方向形成了梯度下降的状态,未经SMAT处理细晶和粗晶的5182铝合金沿板材厚度方向分布均匀,分别在76 HV和74 HV左右,SMAT处理细晶5182铝合金后,距合金表面约100μm处硬度最高,显微硬度高达94～103 HV,SMAT处理粗晶5182铝合金后,距合金表面约80μmm处硬度最高,显微硬度高达93-103 HV。随着SMAT处理时间的增加,板材的硬度也随着增加。同时可以发现,细晶和粗晶5182铝合金在SMAT处理前后,它们的硬度差异不大。SMAT处理可以提升合金强度,但会在一定程度上牺牲合金的塑性。SMAT处理3 min后,细晶和粗晶5182铝合金的屈服强度分别提升了87.6%和82.2%。然而,随着SMAT处理时间的进一步增长,强度提升效果明显减弱。而SMAT处理后,由于其良好的应变硬化行为,5182铝合金保持很好的塑性。由此,SMAT处理后不同晶粒尺寸5182铝合金获得了更好的强度-塑性配比。细晶和粗晶5182铝合金的应变硬化行为表现出相似的状态。SMAT处理后,经SMAT处理后的不同晶粒尺寸5182铝合金的应变硬化行为与未经SMAT处理的有所不同。应变硬化Ⅱ阶段：SMAT处理后的5182铝合金的应变硬化率比未经SMAT处理的要低；应变硬化Ⅲ阶段：SMAT处理后合金的应变硬化率比未经SMAT处理的要高,且随着SMAT时间的增长,应变硬化率也随之提高；而应变硬化Ⅳ阶段,SMAT处理后,合金的应变硬化率更低,且随着SMAT处理时间的增长,合金的应变硬化率随之降低。同时,细晶和粗晶5182铝合金的应变硬化指数和应变硬化能随着SMAT处理时间的增加而下降,在SMAT处理3mmin后,合金的应变硬化指数和应变硬化能只有稍微的下降。