汽车制动盘作为汽车制动装置的关键元件,其性能的好坏决定了汽车的制动性能和安全性。汽车制动盘要求具有较高的硬度、耐磨性、导热性、抗热疲劳性及耐腐蚀性等,传统的灰铸铁虽然具有较好的导热性和减摩性,但其硬度、耐磨性较差,在磨损过程中容易变形,产生抖动噪音,影响使用;耐腐蚀性较差,容易生锈,影响美观。如今,随着汽车制动盘的服役条件不断恶劣,传统灰铁制动盘已经难以满足严苛的性能要求,寻找新的制动盘代替传统灰铁制动盘迫在眉睫。通过对灰铁制动盘进行离子渗氮,可以显著提高制动盘工作表面的硬度、耐磨性、疲劳强度、耐腐蚀性等,从而提高制动盘安全性和使用寿命。并且离子渗氮相对其他渗氮工艺具有周期短,可节约能源和气源消耗,工件表面质量高,变形小,渗氮厚度和组织可控制等特点,更适合制动盘处理。本文针对HT250制动盘进行了离子渗氮,利用OM、SEM等对相同温度（520℃）,不同时间（20h、25h、30h）离子渗氮后的HT250渗氮层的微观组织进行观察分析。对比了 HT250在相同温度,不同时间渗氮后表面硬度、渗氮层深度的变化,对比不同时间渗氮后HT250试样在低载荷（100N）和高载荷（300N）下的耐磨性能,分析了其磨损机理。最后选用520℃,25h工艺对去应力前后的HT250制动盘进行离子渗氮,研究残余应力对制动盘离子渗氮形状尺寸的影响。得出以下结论:（1）HT250制动盘在520℃下,经过不同时间的离子渗氮后,表面渗氮层由化合物层和扩散层组成,其中扩散层起到主要耐磨作用。20h离子渗氮后,表面化合物层较薄且不均匀,最厚处约为6μm,25h和30h化合物厚度分别为9μm和13μm。20h、25h、30h渗氮后渗氮层厚度分别为190μm、240μm、240μm。（2）HT250制动盘经过离子渗氮,随着渗氮时间的增加,耐磨性逐渐增加。低载荷（100N）下,20h、25h和30h耐磨性分别提高了 4.14倍、5.12倍和5.80倍,磨损机制主要为轻微的粘着磨损和轻微的磨粒磨损;高载荷（300N）下,20h、25h和30h耐磨性分别提高了 3.16倍、3.54倍和3.93倍,磨损机制主要为粘着磨损和磨粒磨损。（3）离子渗氮后化合物层主要由ε-Fe2-3N相、γ’-Fe4N相和Si3N4相组成,扩散层由α相组成。渗氮时氮原子占据铁素体晶格间隙位置,当基体氮浓度达到α相的极限固溶度时,则析出由ε相和γ’相。由于石墨对基体的割裂作用,渗氮层不连续,并且渗氮层沿着石墨片生长。（4）铸态灰铁制动盘经过去应力退火后残余应力减小了 31.7%。无论是否经过去应力退火,制动盘渗氮后尺寸、粗糙度均有所增加,但都在要求范围内,其中经过去应力退火的制动盘渗氮后尺寸增量比为经过去应力退火的制动盘减小50%以上。