渗氮奥氏体是指金属材料在Fe-N共析温度以上气体渗氮后所产生的奥氏体组织。最新的研究表明，纯铁经渗氮后，其等温回火组织具有高达1000HV的硬度。为了探索渗氮奥氏体在工业上应用的可能性，本实验以目前已被广泛应用的低碳合金钢（20Cr，20CrMo）为渗氮材料，采用了光学显微镜（OM）、X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等仪器对低碳合金钢渗氮和回火后的表层渗氮组织进行了表征，并采用MM-2000型滑动磨损试验机和MS-T3000滚动摩擦磨损试验机对不同参数下回火后的表面渗氮奥氏体渗氮件进行摩擦磨损试验，最终获得如下结论：（1）低碳合金钢在以下三种工艺下能够制备出表面单相渗氮奥氏体层，分别为工艺一：渗氮温度680，分解率为98%，氨气流量0.24ml/s，渗氮时间2h。工艺二：渗氮温度660，分解率为98%，氨气流量0.24ml/s，渗氮时间2h。工艺三：渗氮温度640，分解率为98%，氨气流量0.24ml/s，渗氮时间1h。（2）试样表面渗氮奥氏体层的厚度与表面粗糙度成正比，但只有当粗糙度的改变导致了表面出现严重变形时才有明显效果。（3）氧化层对奥氏体渗氮的氮原子扩散速度有一定的阻碍作用，且能够起到抑制化合物层形成的效果。（4）随着温度的降低，渗氮件的表面越容易产生化合物层相，且在其他条件相同的情况下，温度与渗层的厚度成正比。（5）氨气流量对渗层相结构和渗氮速度都有很大影响，流量越小，越容易产生化合物层，渗层越薄。流量越大，奥氏体生长的速度越快，渗层越厚。但当流量增大到一定值的时候将产生疏松。（6）渗氮奥氏体层等温回火后最高硬度能够达到1100HV以上，在225,255和300温度下回火后能够产生最大硬度的时间分别为8h,6h和3h。（7）表面渗氮奥氏体层在225回火8h后的组织具有最佳耐磨性。