传统离子轰击技术是提高不锈钢摩擦学性能最广泛使用的表面技术，然而由于氮化铬的形成导致了固溶体中铬的贫化，致使耐腐蚀性能大大降低。因此，十分有必要寻找合适的方法，达到既保持不锈钢的耐腐蚀特性又可获得高的表面硬度与最优耐磨性，使不锈钢在更多的领域得到应用。 本文基于等离子体放电理论和化学热处理原理，以AISI316奥氏体不锈钢和17—4 PH不锈钢为代表，在传统离子轰击条件下引入铬、镍、氮离子，通过对铬、镍、氮多元离子淹没轰击处理有关工艺参数的控制，提出了铬、镍、氮多元离子淹没轰击处理新工艺。利用显微硬度计、金相显微镜、X射线衍射仪、扫描电镜、磨损试验机和电化学工作站等分析测试手段，研究了不锈钢分别在不同氨气流量、时间、温度和离子的多元离子淹没轰击处理后的渗层显微组织、硬度梯度分布、相组成及其相对含量、铬、镍和氮浓度的分布、耐磨性、耐蚀性，分析了活性氮原子产生及扩散的影响因素，探讨了多元离子淹没轰击渗层的形成机理，并研究、对比了多元离子淹没轰击处理渗层与传统离子渗氮的耐蚀性，探索了化学镀与多元离子淹没轰击复合处理新工艺。 研究结果表明：AISI316奥氏体不锈钢在温度520～580℃进行铬、氮二元及铬、镍、氮多元离子淹没轰击技术处理4～16小时，其试样表面获得了良好的渗层，渗层中白亮层、扩散层和心部基体组织三部分特征非常明显。白亮层为高铬低镍低铁的化合物层，主要为CrN和γ—Fe4N，铬、氮的含量很高，质量百分比最高分别可达67.44％和13.67％，与未处理试样相比，铬的含量提高3倍以上。 多元离子淹没轰击处理渗层形成过程包括：稀薄气体介质的电离，电离出的气体离子与工件周围淹没离子发生反应形成金属化合物，未被电离的气体在炉中进行分解，分解后又于电场中电离或吸附工件表面分解成活性原子渗入工件内部，按反应扩散机理向基体内部扩散。奥氏体不锈钢进行等离子体轰击时，一部分氮离子与铬离子化合成CrN化合物，沉积于试样表面，另一部分扩散渗入基体内部形成渗层。 AISI316奥氏体不锈钢进行多元离子淹没轰击时，当处理温度较低时，渗层形成速度很慢；当温度提高时，渗层形成速度加快；而且随着时间的延长，铬离子源提供的铬量增加，铬离子形成CrN层使其沉积量增加，从而加速渗层的增厚。渗层形成遵循一般反应扩散的规律。 AISI316奥氏体不锈钢经铬、氮二元离子淹没轰击处理后渗层的硬度较高，显微硬度最高可达1270Hv，渗层的高硬度的获得主要靠渗层中形成与母相共格的CrN的沉淀硬化，渗层具有较好的耐磨性能。其耐腐蚀性能受氨气流量、处理温度、处理时间影响，这些因素要综合考虑。随着渗层厚度的增加，耐蚀性增加，其耐蚀性与未处理前相差不大，但与传统的离子渗氮相比，耐蚀性能明显改善。 17—4 PH沉淀硬化不锈钢进行铬、镍、氮多元离子淹没轰击处理，表层的镍含量没有提高，表面形成平整、均匀、致密的强化层，厚度约为15μm，硬度高达1268Hv，成分与基体基本保持一致，具有较好的耐腐蚀性能。 试样表面先进行化学镀镍，后进行铬、镍、氮多元离子淹没轰击，在镀镍层与基体间形成渗层组织，渗层中存在微细小孔，孔洞分布在与镍磷合金的交界区域，且接近镍层，小孔尺寸较大。经用扩散偶法证实，这些微孔的形成与镍、铁的扩散有关。