钛及钛合金因具有密度小、比强度高、耐腐蚀性能好等优点，在航空航天领域得到了广泛应用。表面纳米化是在材料表面形成一层由纳米级别颗粒或晶粒组成的强化层，从而改善金属材料的表面性能，具有普适性好、工艺简单等独特优势。对钛及钛合金进行表面自纳米化处理后在其表层产生剧烈的塑性变形，从而在材料中形成独特的梯度纳米结构层，分别为剧烈变形层、亚微米细晶层、粗晶应变层和基体层，表层组织结构的改变也会导致钛合金表层性能产生变化。本文首先对表面涂层或沉积、表面自纳米化以及混合纳米化三种金属表面纳米化方法进行了简要概述，并分析了各自优缺点以及目前存在的问题，其次着重论述了孪晶和位错在钛合金自纳米化过程中所起的关键作用，探讨了α、 α+β、 β三种类型钛合金纳米化机理存在的差异，对钛合金表面纳米化机理的研究现状进行了归纳总结；在此基础上重点介绍了表面纳米化处理对钛合金表层性能的影响，主要包括近年来关于硬度与残余应力，疲劳、腐蚀、磨损、扩散性能的影响及研究现状，并对其强化机制进行了分析；最后归纳总结了现有钛合金表面纳米化研究存在的不足，对今后的研究工作进行了展望，并提出应将表面纳米化技术与数字化仿真技术、渗氮等工艺结合起来发展数字化、复合强化技术，以期为表面纳米化技术在钛合金领域的发展研究提供有价值的参考。
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