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采用等离子体基低能氮离子注入技术处理AISI316奥氏体不锈钢,处理温度为400℃,本底真空为1.5×10-3Pa,渗氮气压为5×10-2Pa,处理时间为4 h。利用Rutherford背散射、横截面金相和X射线衍射分析改性层的成分与结构。等离子体基低能氮离子注入改性使AISI316奥氏体不锈钢获得了具有单—γN相,氮峰值浓度为35 at.%的改性层,厚度为13μm,硬度为22 GPa HV0.1N。利用球-盘式摩擦磨损实验仪测试改性前后AISI316奥氏体不锈钢的干摩擦磨损性能,对磨副为Φ4 mm的原始AISI316奥氏体不锈钢球,载荷为2 N,滑动速度为0.16-0.39m／s,磨损时间为60 min。利用表面轮廓仪及扫描电子显微镜(SEM)分析改性前后AISI316奥氏体不锈钢的摩擦学行为与机制。摩擦磨损实验表明,随着滑动速度的增加,原始AISI316奥氏体不锈钢的摩擦系数由0.65升至0.90,磨痕轮廓曲线深度由3μm增至11μm,宽度由1435μm增至2061μm,表面塑性变形增加,滑动速度的提高使摩擦热增加,加剧了摩擦副的粘着,导致原始AISI316奥氏体不锈钢发生严重的粘着磨损。随着滑动速度的增加,改性AISI316奥氏体不锈钢的摩擦系数由0.85降至0.70,在轮廓曲线中未观察到改性AISI316奥氏体不锈钢明显的磨痕轮廓,由磨痕表面形貌观察到改性AISI316奥氏体不锈钢磨痕宽度随滑动速度的提高而变小,磨痕表面形貌未发生明显的变化,在磨损过程中,由于γN相改性层氮的高度过饱和,使γN相发生了摩擦化学氧化现象,为氧化磨损机制。等离子体基低能氮离子注入技术使AISI316奥氏体不锈钢的耐磨性能显著提高。