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离子渗氮能有效提高钢铁等金属零件的硬度、耐磨性、疲劳强度等性能,在现代制造业中得到了广泛应用。但离子渗氮目前存在渗速低、工艺周期长和渗层较浅等不足,需要我们不断的探索和改进相关技术来提高离子渗氮效率。国内外关于表面形变预处理促进渗氮的研究主要集中在喷丸、超声冲击、机械研磨等预处理手段,但关于混合水射流喷丸处理技术和离子渗氮复合处理的研究几乎没有。本文以38CrMoAl钢为试验材料,研究混合水射流喷丸预处理和离子渗氮复合处理对材料组织和性能的影响,探索混合水射流喷丸与离子渗氮复合处理的材料表面强化的方法。本文首先对38CrMoAl钢离子渗氮的工艺参数进行优化,通过渗氮层的金相显微组织、硬度梯度、XRD物相以及试样表层残余应力等确定最佳的离子渗氮工艺参数。然后,探究了混合水射流喷丸对38CrMoAl调质钢组织性能的影响。最后,对不同水压下混合水射流预处理的38CrMoAl钢进行离子渗氮处理,探究混合水射流喷丸预处理对离子渗氮的影响。主要结论有:（1）渗氮工艺参数中温度对离子渗氮层的质量具有较大的影响,试验发现38CrMoAl钢的在气压200 Pa、渗氮时间36 h下离子渗氮的最佳温度在550℃左右。该最佳工艺参数下试样表面白亮层厚度为11μm,渗氮层深度达405μm,具有平缓过渡的硬度梯度分布,同时粗糙度也在可接受范围内。试样表面不含α相,全由Fe2-3N、Fe4N相构成。（2）在喷嘴直径1 mm、靶距10 mm、喷嘴移动速度400 mm/min、磨料直径为0.1 mm的不锈钢丸的条件下进行混合水射流喷丸处理的最佳水压为150MPa。在此最佳试验参数下混合水射流喷丸处理引起试样表面的硬化层厚度最厚,同时能够产生较大的残余压应力层深,而且试样表面粗糙度也在可接受范围。（3）38CrMoAl钢复合处理的最佳的混合水射流喷丸预处理水压为150 MPa。在此条件下的复合处理试样的白亮层和扩散层厚度均最大,分别达到15μm和500μm,同时渗氮层中脉状氮化物最少。和单一150 MPa水射流处理试样相比,复合处理试样最大残余应力提高了44.7%,残余应力层深提高了163%。和单一离子渗氮相比,复合处理后试样的最大残余应力和残余应力层深也均有所提高。（4）混合水射流喷丸能够降低材料的摩擦系数,提高材料表面的耐磨性。基体和混合水射流喷丸试样摩擦磨损过程中均有磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损,其中基体有较严重的粘着磨损和氧化磨损。离子渗氮后试样的耐磨性显著提高,同时混合水射流喷丸和离子渗氮复合处理试样的耐磨性比单一离子渗氮试样的更高。单一渗氮处理和复合处理试样摩擦磨损过程中均有磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损,其中单一渗氮处理试样有较严重的白亮层剥落。