随着现如今航空业的飞速发展,我国对传动件表层性能提升的需求也越来越高,M50 NiL钢作为性能优异的表面硬化钢,被广泛应用于航空业。M50 NiL钢的复合渗工艺复杂,每个工艺参数都会对其最终所获组织与性能产生影响。但迄今为止,还没有看到过任何关于M50 NiL钢在不同渗碳、热处理和渗氮参数下进行复合渗后所获组织与性能间关系的研究。为此,本文对不同渗碳、热处理和渗氮参数的复合渗强化行为进行了研究,并结合各工艺参数对析出物和合金固溶量的影响,揭示了M50 NiL钢中原子扩散机理与强化机理,为M50 NiL复合渗的后续应用与研究提供了理论依据。在渗碳过程,研究了不同渗碳温度、气压对M50 NiL复合渗层组织结构的影响。结果表明:随着渗碳温度、气压的不同,复合渗试样的γ’的含量都有所不同。适当的含碳量会使得纳米析出物M_x（N,C）数量增多,增加氮的固溶量,使复合层内硬度增加。而含碳量的进一步提升则会使得亚微米析出物MC尺寸增大,纳米析出物形态改变,降低氮的固溶量,并导致晶间析出物数量增长,使得硬度降低。通过提高渗碳气压的方法改变试样表层碳含量会使得复合渗层内析出物数量增多,并使得复合层厚度变薄。表层含碳量、析出物的尺寸、形状、数量和合金元素的固溶量的差异影响着氮原子的扩散速率,同时也会对碳原子的重新分布造成影响,而这些碳的富集区域以及由于碳的过固溶而析出的碳化物都在强化行为中产生重要作用。在热处理过程,研究了不同淬火、回火温度对M50 NiL复合渗层组织结构的影响。结果表明:淬火、回火温度的提高都会使得γ’相含量逐渐下降至较低值。1000°C下进行淬火的M50 NiL钢,在热处理后渗碳层内会存在大块的M₂₃C₆相,随着淬火温度的升高,析出物逐渐消失。在1000°C和1050°C下,析出物的尺寸、数量影响着氮原子的扩散速率,使得渗氮层深度减小;在1150°C下,合金元素的固溶量以及残余压应力影响着氮原子的扩散速率,使得渗氮层深度减小。在低的温度（500°C）或高的温度（580°C）下进行回火处理,都会使得析出物数量增多,导致渗层厚度变薄。高的回火温度会大幅度降低渗层表层硬度,在580°C下进行回火后,渗层表层硬度降至1027 HV_0.1。析出物的尺寸、形状和合金元素的固溶量控制着碳化物向氮化物转变的程度:析出物的尺寸越大,越难转变;形状以粒状下转变程度最好;合金元素的固溶量越高,转化率越慢。在渗氮过程,研究了不同渗氮温度对M50 NiL复合渗层组织结构与摩擦性能的影响。结果表明:γˊ相随着渗氮温度的升高而增加。由于460°C渗氮温度较低,使得化合物层和复合层较薄。温度的升高促进了碳化物的分解,在温度提升至540°C后,降低了氮原子的扩散速率,降低了复合层的厚度。在20 N的载荷下,460N试样具有最佳磨损率,为2.73×10^-55 mm³/m;而随着载荷提高,在40 N下,500N试样具有最佳磨损率,为6.55×10^-55 mm³/m。20 N载荷下的磨损率主要和氧化磨损有关,40 N载荷下的磨损率主要和磨粒磨损有关,500N试样由于具有更厚的化合物层和最优的表层硬度,因而其在高载荷下抵抗磨粒磨损的能力最强。