本项研究是在离子氮碳共渗的基础上,采用了一种与其相结合的复合化学热处理的新方法——离子氮碳共渗加后氧化复合处理。对复合处理后40Cr钢试样的复合渗层的表面形貌、组织结构、形成过程中的影响因素及其耐蚀性能进行了较为深入细致的研究。通过大量的复合处理的工艺试验,分别研究了离子氮碳共渗阶段和后氧化阶段处理过程中的气体成分、温度、时问等工艺参数对氮碳共渗化合物层及氧化层的厚度、成分、性能等的影响。通过研究,优化了复合处理工艺参数,保证了复合渗层的组织、结构与性能。通过金相显微镜(OM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度仪等显微分析仪器对复合渗层的表面形貌、组织结构及性能进行了分析研究,并初步探讨了复合渗层的生成机理。经复合处理后可获得氧化层+化合物层+扩散层的复合渗层。氧化层的成分为Fe3O4,厚度约为1～3μm;化合物层的成分主要为Fe2～3N,厚度约为10～20μm。腐蚀试验结果表明:在5%NaC1溶液中,复合渗层有着优良的耐蚀性能,其耐蚀性远比离子氮碳共渗处理、发黑处理要好,其原因在于复合处理后表面生成的Fe3O4不仅电极电位高,而且组织均匀、致密,这层氧化膜对基体起到了很好的保护作用。