在最外层由于是一层纳米晶,其显微硬度非常高,随着距离表面的距离增加,晶粒粒径不断增大,变形层的显微硬度不断降低。由于纯铁表面形成了一层纳米晶,在距表面10μm,硬度达到了296.6左右。导致显微硬度增加的原因主要是晶粒细化和加工硬化(形变强化)。根据Hall-Petch关系可知:晶粒细化会导致材料强化,使材料的显微硬度提高。当材料受到外力作用发生塑性变形时,位错要沿着某个滑移面运动,当运动至晶界受阻便塞集起来,从而造成应力集中,导致材料强度硬度提高。由于纯铁表面被纳米化,晶粒大大细化,导致晶界数量激增,所以,其硬度有大幅度提高。