表面渗碳、渗硼技术是有效提高金属基体表面性能的方法。探寻获得高质量渗层的制备工艺,研究渗层对304奥氏体不锈钢性能的影响对于扩大其应用和发展具有十分重大的意义。本课题的研究内容分为两大部分:第一部分研究了渗碳层对奥氏体不锈钢氢脆敏感性的影响,重点在于研究渗层抗氢脆作用的机理,其主要结论如下:（1）电化学充氢处理会导致304奥氏体不锈钢抗拉强度、延伸率等力学性能大幅度下降。经过等离子低温渗碳处理后形成的渗碳层能有效的抑制氢致力学性能损失。（2）经过电化学充氢处理,氢会扩散进入奥氏体钢表面,进而引起沿晶脆性断裂。渗碳层对氢向奥氏体基体的扩散有一定的阻碍作用,但并不能完全抵抗氢的进入。（3）电化学充氢处理会使奥氏体钢表面发生氢致马氏体相变,渗碳层的存在抑制了电化学充氢处理引起马氏体相变过程。表面渗碳处理使得样品表面的奥氏体晶格更加稳定,抑制了电化学充氢作用下的晶格畸变。渗碳层在拉伸过程中十分稳定,过饱和固溶的碳抑制了拉伸过程中奥氏体向马氏体的转变。第二部分研究渗硼层的制备及性能,重点在于渗层的制备机理和微观组织表征以及其耐磨和抗氢脆性能的表征,其主要结论如下:（1）传统渗硼剂会导致304奥氏体不锈钢试样表面发生试剂粘黏,渗硼剂结块;稀土元素的添加对304奥氏体不锈钢渗硼效果无显著影响;粉末状活性炭作为填充剂引入可以改善试样表面粘连以及渗硼剂结块的问题。通过配方优化实验最终确定304奥氏体不锈钢的渗硼剂配方为:10wt%B₄C+10wt%NaBF₄+50wt%SiC+28.5wt%粉末活性炭+0.3wt%Na₂CO₃+1.2wt%BaCO₃。（2）渗硼层的厚度随温度的上升而增大,最优的热处理温度为950℃。渗硼层随渗硼热处理时间的增加而上升,二者呈抛物线规律关系。渗硼过程中渗硼剂的干燥性,试样装填状态的良好以及渗硼反应容器的密封性是影响渗硼层质量的重要因素。（3）渗硼层由FeB相层、Fe₂B相层和过渡层构成,Fe₂B相层和过渡层之间形成在一个富镍区,而过渡层由于铬化物的析出形成一个富铬区。（4）渗硼层中FeB和Fe₂B相均具有极高的硬度,可以大大提升304锈钢的表面机械性能。磨损实验结果表明,渗硼层可以有效的提高304奥氏体不锈钢的抗磨损性能。氢渗透实验结果表明渗硼层可以有效地降低氢原子在奥氏体中的扩散系数。