14Cr11MoV(旧牌号1Cr11MoV)马氏体耐热不锈钢具有良好的耐蚀性能,优良的综合力学性能以及较高的抗蠕变性能等优点,被广泛用于汽轮机叶片、阀杆、尾轴等场合,但和其他不锈钢一样,存在表面硬度低、耐磨性差等缺点,严重降低了马氏体耐热不锈钢的使用寿命,限制了其在工业中的应用。离子硬化能有效提高不锈钢表面硬度及耐磨性,但目前国内外对14Cr11MoV离子硬化处理的研究报告不多,所以对14Cr11MoV钢离子硬化处理的研究很有意义。本文通过对14Cr11MoV马氏体耐热不锈钢进行离子渗氮、渗碳以及氮碳共渗的表面硬化处理研究,利用金相显微镜、显微硬度计、SEM、XRD衍射仪等仪器进行分析研究渗层的组织性能与结构,包括渗层厚度、表面硬度、表面脆性、硬度梯度以及物相结构等。通过试验研究主要得出如下结论:(1)三种硬化处理方式中离子渗氮渗速最快,610℃之前,离子氮碳共渗渗速快于大于渗碳,而610℃之后,离子氮碳共渗渗速慢于离子渗碳;对于表面硬度,相同温度下离子渗氮硬度较高,渗碳表面硬度比较稳定,氮碳共渗表面硬度随温度变化波动较大,在530℃时一度超过离子渗氮,但硬度下降较快,570℃后硬度最低。(2)渗层厚度都随处理温度和时间的增加逐渐增加,但增速都逐渐变缓;离子渗碳和氮碳共渗硬化处理渗层中没有裂纹,离子渗氮只有在630℃以上渗层中才没有裂纹,且升温过程不能通含氮气体;对于硬度梯度,离子渗氮渗层硬度梯度最陡,氮碳共渗硬度梯度比较缓和,渗碳的硬度梯度是先陡后缓和。(3)所有处理工艺下得到的表面脆性只有1级和1-2级,脆性都合格;通过XRD衍射分析,渗氮处理后渗层中主要由α、Fe3N、Fe4N和CrN四相组成,渗碳后渗层主要由α、Fe3C和Cr23C6三相组成,氮碳共渗后渗层主要α、Fe3C、Fe3N、Fe4N、Cr N和Cr23C6六相组成,Cr元素的析出导致耐蚀性下降,碳化物和氮化物的析出聚集导致硬度下降。