低温复合渗铬工艺是指试样先进行预先渗氮(或氮碳处理)后,再进行700℃以下(尤其是在500℃左右)低温盐浴渗铬。本文采用X射线衍射、金相显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等技术研究了几种钢的低温复合渗铬层的相结构、显微组织、铬和氮浓度分布以及铬化合物的形貌特征,并改进了盐浴配方以降低渗铬温度和得到优质的渗铬层。研究发现,渗铬后的表层主要由CrN、β相、α相和Cr7C3相组成。渗铬层是通过结合原渗氮化合物中氮原子而形成的,且原渗氮层中的氮含量对渗铬层质量及厚度起着重要作用,同时发现基材中的碳含量对500℃低温复合渗铬层厚度增加没有明显贡献。原渗氮层中的氮原子在低温渗铬过程中,一方面向试样表面扩散与活性铬原子结合形成渗铬层；另一方面也向试样内部扩散,从而造成无效损耗。温度较低时,氮原子扩散速率慢,因而可以减少其无效损耗,有利于形成较厚的渗铬层。铬碳化物在最外层是由于原渗氮中活性氮原子消耗完毕后,吸附在表面的铬原子与从基体中扩散出来的碳原子结合而成；考虑到热力学计算结果和浓度等因素,CrN优先p相生成。当试样表面中氮的化学势消耗到一定程度时,活性氮原子便与铬原子结合生成β相。随着碳含量的增加,CrN相逐渐增多,同时α相也将逐渐减少。低温复合盐浴渗铬能获得的化合物中存在亚微米的CrN团聚区域和CrN纳米晶团聚区域,CrN晶粒内缺陷较少。而渗铬后期形成将含有许多微孪晶或层错的Cr7C3化合物。利用该工艺对泡沫铁进行渗铬处理,证实了该工艺能有效地应用在泡沫铁上,而且泡沫铁表面铬分布均匀,同时也能提高泡沫铁的抗高温氧化性能,从而扩展了泡沫铁的应用范围。