عملیات مکانیکی سطح یکی از روش‌های تغییر شکل پلاستیک شدید سطحی است که منجر به بهبود خواص مکانیکی و ریزساختاری مواد گردیده و در تولید مواد نانوساختار در نواحی سطحی و زیرسطحی کاربرد دارد. هدف از این پژوهش انجام فرآیند مکانیکی سطح بر روی قطعات استوانه‌ای به‌منظور کاهش اندازه دانه و بهبود خواص مکانیکی در سطح قطعه است. به همین دلیل، میلگردی از جنس فولاد ساده کربنی به قطر 12 میلی‌متر تحت شرایط مختلف مورد آزمایش قرار گرفت. فرآیند تغییر شکل مکانیکی سطحی بر روی نمونه‌ها به مدت‌زمان 5، 10، 15، 30 و 60 دقیقه با دو شدت متوسط و زیاد انجام شد. آزمایش در دو دمای 25 و 18- درجه‌ی سانتی پایه صورت گرفت. همچنین برای بررسی امکان کربن‌دهی هم‌زمان، نمونه‌هایی در بستر زغال مورد آزمایش قرار گرفتند. به‌منظور مطالعه‌ی شرایط، ریزساختار نمونه‌ها با استفاده از میکروسکوپ‌های نوری و الکترونی بررسی گردید. برای ارزیابی خواص مکانیکی و تخمین عمق نفوذ از آزمون ریزسختی سنجی استفاده شد. مطالعات ریزساختاری نشان می‌دهد که پس از عملیات مکانیکی، در سطح و نواحی زیرسطحی تغییر شکل پلاستیک شدیدی رخ‌داده است. ضخامت ناحیه تغییر شکل یافته با تغییر پارامترهای مختلف، به 50 میکرون می‌رسد. به‌طورکلی با افزایش مدت‌زمان عملیات مکانیکی سطح، ضخامت ناحیه تغییر شکل یافته در ابتدا افزایش می‌یابد اما با گذشت زمان شدت تغییرات کمتر می‌شود. به نظر می‌رسد که با انجام فرآیند با شدت زیاد ضخامت ناحیه تغییر شکل یافته، در مقایسه با شدت کم، کاهش می‌یابد. ریزساختار نمونه‌هایی که در بستر زغال مورد آزمایش قرار گرفتند، نشان می‌دهد که پودر زغال به‌صورت مکانیکی به سطح نمونه نفوذ کرده و ذرات کربن به‌صورت خالص در نواحی سطحی و زیرسطحی حضور دارند همچنین کاهش دمای انجام فرآیند به زیر صفر منجر به عدم تشکیل منطقه تغییر شکل یافته در ریزساختار نمونه گردید.
