本发明公开了一种在奥氏体不锈钢上形成梯度纳米结构表层并控制其中马氏体含量的方法，属于金属材料表面纳米化技术领域。该方法采用控温表面机械滚压处理（SMRT）技术对奥氏体不锈钢进行处理，由于SMRT加工刀具在待处理奥氏体钢表面高速滚压，钢件表层组织发生严重塑性变形，原始粗晶组织转变为由表及里为纳米晶、亚微米晶、微米晶的梯度结构，又由于结合SMRT过程控制环境温度，影响了奥氏体向形变诱发马氏体相的转变，从而可以控制梯度结构表层中的马氏体含量。经控温SMRT加工后，奥氏体不锈钢上可以形成厚度达到1 mm的梯度硬化层，纳米层厚度可达50 m，其中的马氏体含量在0～90%范围内可控。
