奥氏体不锈钢耐蚀性能优良,但硬度低,耐磨性差,应用受到了很大限制。常规离子氮化能显著提高奥氏体不锈钢的硬度和耐磨性,但耐蚀性能明显降低。因此,研究离子氮化对奥氏体不锈钢耐蚀性能的影响,在提高硬度和耐磨性的同时,不降低其耐蚀性能,有十分重要的意义。本文分析了离子渗氮前的气体轰击及离子氮化的工艺参数对304不锈钢耐蚀性能的影响及原因,优化出最佳的工艺方案,并进行了生产验证。结论如下:（1）讨论了Ar、H₂及两者组合气体轰击时,试样的升温速率、表面形貌和成分、耐蚀性能和钝化膜半导体特性的变化,根据辉光放电理论推导了气体的轰击能量,得出:Ar⁺在阴极位降区获得的电场能比H⁺大,轰击作用更强,而且Ar⁺对Cr原子择优溅射,所以Ar在轰击气体中所占的比例越高,试样的升温速率越大,试样表面越粗糙,表面的Cr元素损失越多,导致钝化膜中Cr₂O₃的含量降低,钝化膜的氧空穴缺陷增多,耐蚀性能降低。确定较佳的轰击气体为Ar:H₂=1:3,几乎没有降低304不锈钢的耐蚀性能。（2）分析了离子氮化的工艺参数对氮化层性能的影响。研究了氮化层的厚度、物相组织、硬度及耐蚀性能的变化,基于等离子体放电理论推导了氮氢比、氮化温度和阴极电压对氮化层产生影响的原因。得出:H₂⁺与N₂碰撞时能量转化效率很高,使N₂很容易离解出活性氮原子,但氮化气氛中N₂所占比例过低时,活性氮原子会减少,渗速降低。通过正交试验,得出较佳的氮氢比1:3,保温时间6 h,气压600 Pa。在此基础上,研究了氮化温度和阴极电压。活性氮原子的扩散系数与氮化温度呈指数关系,同时H₂⁺和N₂⁺获得的电场能随阴极电压的升高而增大,使N₂离解出更多的活性氮原子,所以氮化层随氮化温度和阴极电压的升高而增厚。当氮化温度≤450℃,550 V≤阴极电压≤650 V时,氮化层为高硬的γ_N相,耐蚀性能优良;但是在480℃和750 V时,氮化层析出CrN,造成基体“贫铬”,耐蚀性能明显下降。得出较佳的氮化温度为450℃,阴极电压为650V。（3）将最佳的离子氮化工艺方案的进行了生产验证。最佳工艺是:轰击气体为Ar:H₂=1:3,离子氮化工艺为N₂:H₂=1:3,保温时间6 h,气压600 Pa,氮化温度450℃,阴极电压650 V。验证显示:304不锈钢表壳产品的氮化层厚13.5μm,硬度为1340 HV_0.05,48 h盐雾试验后没有出现生锈现象,满足设计要求,已经实现了生产应用。