低温渗氮、渗碳可在奥氏体不锈钢表面形成膨胀奥氏体渗层（γ_N/γ_C），大幅提升材料表面硬度与耐磨耐腐蚀性能。基于应用需求，国际已发展出特种奥氏体铁/镍基合金，包括具有价格和强度优势的Mn-N代Ni型奥氏体不锈钢、具有优秀耐腐蚀性的高Ni奥氏体不锈钢、具备稳定膨胀系数的高Ni殷瓦钢、具备高韧性的高Mn TWIP钢、兼具高强度与高耐腐蚀性的镍基合金、以及合金成分复杂的中-高熵合金等，均被广泛用于能源、海工、化工与医疗等关键领域。然而，奥氏体基材合金成分与结构变化影响其热渗层中的元素扩散行为、组织结构及耐磨耐蚀性能演变，决定材料服役表现。围绕特种奥氏体合金的热扩渗-相变机制与构效关系，系统揭示了高Mn、高Ni奥氏体不锈钢γ_N渗层受基材层错能调控的原位塑性形变机制，提出γ_N的强韧性协同优化路径^[1-3]；发展了γ_N/γ_C渗层的高Ni强氮/碳化物形成元素设计策略^{[2, 4]}，实现其厚度/承载力-耐蚀性协同^{[4, 5]}；提出了γ_N渗层的无Cr基材低膨胀思路^[6]，揭示了Fe-Mn-Al-C体系TWIP钢的Mn元素高温选择氧化机制^[7]。此外，阐明了镍基合金（含奥氏体母相与强化析出相）^[8]、FeCrNi三元与FeCrNiCo四元中熵合金的组织结构-硬化耐蚀性能演变机制^{[9, 10]}。为热扩渗技术发展、热扩渗用特种合金开发、以及耐磨耐蚀渗层设计提供理论指导。
 

离子渗氮,离子渗碳,特种合金,相变,表面强化