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渗碳工艺是目前工业上应用最广泛的金属材料表面强化技术之一,它可有效地提高工件表面的硬度、强度、抗腐蚀能力和抗摩擦磨损能力。对于普通工业渗碳来说通常渗碳温度为850～950℃,保温时间为4h以上,这样对设备的损坏和能源的消耗都很大。因此,本课题通过强磁场和表面纳米化,改变相应的渗碳条件,以达到降低渗碳温度,控制渗层厚度和表面碳含量的目的。本论文主要研究施加强磁场和表面纳米化对渗碳过程的影响。前者在不同强度磁场下对纯铁进行渗碳,后者对纯铁表面制备出纳米结构表层,再进行渗碳。利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)和金相观察等分析手段对渗层结构进行表征,并测试渗层硬度和分析表面碳含量。主要研究结果包括：1、纯铁在强磁场下渗碳(1)磁场方向和强度的变化,对渗层都有一定影响。当磁场方向和渗碳方向平行时,抑制渗层表面渗碳。磁场强度越大,对表层渗碳的抑制越明显,表层碳含量越低。当磁场方向和渗碳方向垂直时,促进渗碳。磁场强度越大,对表层渗碳的促进越明显,表层碳含量越高。(2)磁场影响渗层的主要原因是晶格受磁场影响发生畸变,碳在γ-Fe中的固溶度发生改变,碳化物沿磁场方向的择优生长因能量上有利而发生。2、表面纳米化纯铁渗碳(1)表面纳米化处理能够增强渗碳反应动力学,可有效的实现低温渗碳。当表面纳米化纯铁在750℃渗碳处理120mmin后,获得了渗碳层；而相同条件下处理的粗晶纯铁,未获得渗碳层。在770℃和780℃渗碳处理120min后,表面纳米化纯铁比粗晶纯铁表层碳含量明显提高,渗层厚度增加。(2)实现低温渗碳的主要原因在于纳米晶纯铁中存在着大量的晶界和位错等结构缺陷,容易在样品表层形成较高的碳含量,从而保证渗碳反应在低温下能够进行。