氮碳共渗是指在渗氮的基础上加入活性碳原子的一种化学表面热处理工艺。本文采用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）和X射线衍射仪（XRD）等表征手段研究了离子氮碳共渗和盐浴氮碳共渗两种不同工艺下的08F钢渗层组织；探讨了共渗介质中C浓度对离子氮碳共渗层微观组织的影响；研究了温度对离子氮碳共渗层微观组的影响。对盐浴氮碳共渗研究，主要探讨了保温时间对氮碳共渗化合物层、晶界析出相等的影响。在晶体学研究方向，重点研究了离子氮碳共渗（570℃和氨气：丙酮=50:4.3）扩散层中γ′-Fe₄（C,N）和α″-Fe₁₆（C,N）₂两种析出相的形貌及其与基体之间的取向关系。得到以下结论：（1）在570℃和共渗介质为氨气：丙酮=50:3.0时，离子氮碳共渗化合物层主要由γ′-Fe₄（C,N）相组成。增加离子氮碳共渗介质中的C浓度时，化合物层增厚且化合物层的相结构由γ′-Fe₄（C,N）转为ε-Fe_2-3（N,C）。扩散层中晶界析出相，γ′-Fe₄（C,N）相尺寸增大，γ′-Fe₄（C,N）相和α″-Fe₁₆（C,N）₂相呈现不连续析出。当离子氮碳共渗温度为650℃时，其化合物层相由ε-Fe_2-3（N,C）相组成，扩散层中γ′-Fe₄（C,N）相尺寸增大，晶界析出相消失。（2）盐浴氮碳共渗过程中，随保温时间的延长，化合物层快速增厚，试样表层疏松层也增厚，晶界析出相由原来的不连续析出转变连续析出，且尺寸和含量由小变大。08F钢盐浴氮碳共渗样品的化合物层相结构随时间延长的规律为：γ′-Fe₄（C,N）（大量）+ε-Fe_2-3（N,C）（少量）→ε-Fe_2-3（N,C）（大量）+Fe₃O₄（少量）→Fe₃O₄（大量）+ε-Fe_2-3（N,C）（少量）。（3）08F钢离子氮碳共渗（570℃、氨气：丙酮=50:4.3）扩散层中γ′-Fe₄（C,N）相具有两种典型的外形，即针状或棒状外形和带状外形，尤其是带状γ′的发现丰富了γ′的外形特征。γ′-Fe₄（C,N）相内部结构为层错型和非层错型两种，且层错型γ′-Fe₄（C,N）含量相对多。另外，带状γ′-Fe₄（C,N）一般是非层错型；γ′-Fe₄（C,N）与α-Fe晶体学位向关系表现为近似的N-W关系和近似的K-S关系。α″-Fe₁₆（C,N）₂相呈现不均匀析出且表现为圆盘状，其位向关系为：[100]_α″//[100]_α且（001）_α″//（001）_α。