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为克服传统等离子渗氮技术中存在的“边缘效应”、“空心阴极效应”和降低奥氏体不锈钢耐蚀性能的缺点,本实验实验使用阳极氮化法对AISI316奥氏体不锈钢进行表面改性处理。处理温度范围为400-550℃,渗氮气压为500Pa和800Pa,处理时间为5h。采用金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、显微硬度计对氮化层进行形貌观察、定性分析和硬度测试。结果表明阳极氮化法在AISI316奥氏体不锈钢表面生成均匀的氮化层。随温度的升高,氮化层厚度逐渐增加,从400℃到490℃氮化层物相组成为均一的γN相,490℃(500Pa)时氮化层硬度达到890HV0.025,温度升至520℃时,氮化层中出现CrN析出,温度为550℃(500Pa)时发生γN→α+CrN,此时硬度达到1190HV0.025。使用球-盘式摩擦磨损试验机对处理前后的AISI316奥氏体不锈钢样品进行摩擦磨损性能研究。摩擦副选择Φ5mm的GCr15钢球,摩擦载荷为5N、10N和15N,滑动速度分别是0.18m·s-1、0.27m·s-1和0.35 m·s-1,摩擦时间为120min。采用三维共聚焦显微镜(CLSM)对处理前后的样品进行磨痕截面轮廓观察,使用扫描电子显微镜(SEM)对磨痕形貌和磨损机制进行分析和研究。随着载荷的增加,原始样品的磨痕越来越深,磨痕中出现粘着、犁沟、撕裂-粘附现象,并且在磨痕的边缘发生明显的塑性变形；490℃和550℃氮化样品的磨痕都很浅,磨损轻微。滑动速度由0.18 m·s-1增至0.35 m·s-1时,原始样品的磨痕由深变浅,并且在磨痕边缘出现塑性变形现象；490℃氮化样品的磨痕最浅,550℃氮化样品的磨痕次之。实验表明,阳极氮化方法明显的提高了AISI316奥氏体不锈钢的耐磨性能。经分析得到,原始样品的磨损机制为包含着粘着磨损、塑性变形和氧化磨损的复合磨损机制,氮化后样品的磨痕中有黑色斑点和轻微的犁沟现象,磨损机制为轻微的粘着磨损、氧化磨损和微磨粒磨损的复合磨损机制。