AerMet100钢,具有高的强韧性匹配,优异的抗冲击、抗疲劳强度、抗应力腐蚀断裂等综合性能,在航空工业中应用前景极为广阔。当作为谐波减速器轴承受到较大冲击和长时间磨损工况下服役时,AerMet100钢原有表面硬度及耐磨性远不能满足其性能要求,将产生较为严重的氧化、粘附和摩擦磨损等现象导致其失效,极大地缩短使用寿命和降低生产效率。使用离子化学热处理强化AerMet100钢表面可有效改善物相构成、硬度及耐磨性。本文利用离子渗氮、离子氮碳共渗和离子氮-硫复合工艺分别对AerMet100钢表面改性,来增强钢表面硬度及摩擦学性能。本文主要研究内容及结论如下:（1）炉内100 Pa恒压条件下,采用离子渗氮对AerMet100钢表面改性处理,系统研究了温度、N2/H2、保温时间对渗氮试样摩擦学性能的影响。首先,在N2/H2为1/2的气氛中,分别进行450°C、480°C和510°C保温处理6 h。结果发现,随温度的提高,化合物层、渗层均增厚,硬度梯度趋于平缓。480°C渗氮试样有最低的磨损率,耐磨性较好。其次,在480°C保温6 h,N2/H2分别为1/2、1/1和2/1条件下渗氮。结果表明,随气氛中N2/H2提高,渗层厚度先增加后降低,硬度梯度逐渐平缓。在N2/H2为1/1时试样有良好的耐磨性。最后,在480°C,N2/H2为1/1,保温2 h、4h、6 h和8 h条件下渗氮处理。结果发现,保温4 h试样有最高表面硬度1234.78 HV0.1;当保温超过6 h时,渗层不再增厚,且随保温时间的增长磨损率降低。较未渗氮处理试样,保温8 h试样磨损率(0.72×10-5mm~3·N-1·m-1)降低近95%,有最佳的摩擦学性能。（2）为进一步改善渗氮层硬度梯度大、韧性差等问题,采用离子氮碳共渗处理工艺并研究温度和甲烷添加量对AerMet100钢摩檫学性能的影响。首先,在N2/H2为1/1气氛中加入总气体量4%的甲烷进行不同温度保温6 h共渗处理。结果表明,化合物层构成为ε、γ′和Cr N相及少量的Fe3C相。随温度提高,共渗层厚度增加（最厚可达157.45μm）,表面硬度降低,480°C时共渗试样耐磨性较好。其次,在恒温480°C下探究气氛中甲烷添加量对试样摩擦学性能的影响。随甲烷添加量的增多,共渗层物相未发生改变,但化合物层增厚,次内层硬度较表层下降较快。当甲烷添加量为2%时,试样有最低的摩擦因数0.188和磨损率0.69×10-5mm~3·N-1·m-1,表现出最佳的摩擦学性能。当甲烷添加量超过3%时,化合物层中有裂纹的产生并导致塌边。（3）为改善硬质渗氮层表面边界润滑状态,对其离子渗硫复合处理。结果表明,复合层由ε、γ′和Fe S相构成,厚度可达138μm。渗硫层（2μm）形成导致表面硬度降低,但不影响原有渗氮层的硬度。硬质渗氮层上覆盖软质渗硫层,不仅可实现减摩润滑的作用,而且还可高效发挥渗硫层减摩润滑作用时间。氮-硫复合处理后试样有最低的摩擦因数0.21和磨损率0.65×10-5mm~3·N-1·m-1,其磨损率较未处理试样降低近96%,较渗氮试样降低1/3,表现出最佳的摩擦学性能。