工程中绝大多数材料的失效都是从表面开始的,因此开发新的表面强化技术对提高材料的使用寿命具有重要的意义。表面纳米化(SNC)被认为是最具有前景的表面处理技术之一。表面纳米化是在材料的表面形成一定厚度的纳米晶组织的过程。通过表面纳米化改变表面微观结构和属性以提高材料的整体性能。本文对316L不锈钢经表面纳米化处理后的微观结构、纳米硬度、弹性模量、硬化指数进行了初步的研究。经表面纳米化处理后的316L不锈钢表面形成约为10μm的纳米层。利用X射线衍射对样品进行测试分析,样品表面晶粒细化至纳米级,随着深度的增加,晶粒尺寸逐渐增大。同时应用纳米压痕技术对样品的纳米硬度以及弹性模量进行分析,结果显示,材料的纳米硬度和弹性模量随距表面距离增加而降低,逐步趋近于一个稳定值。同时应变硬化指数也随着距表面距离的增加而降低,并接近于基体的硬化指数。本文还利用MSC.MARC有限元软件对纳米压痕过程进行了数值模拟,得出了在相同载荷下纳米层和基体的变形情况和应力应变分布情况以及Mises等效应力的分布。