不锈钢紧固件因其具有良好的耐腐蚀性,在武器装备上得到广泛应用。但不锈钢的硬度较低、耐磨性较差,不锈钢紧固件常常因为表面质量的下降而出现失效,这严重影响了武器装备的可靠性。本文通过真空气体渗氮技术实现AISI 316不锈钢的表面强化,系统地研究了渗扩比、氮势等工艺参数对不锈钢渗氮层的影响,利用X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、维氏显微硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站等手段分析不锈钢渗氮层的组织与性能。通过改变真空两段渗氮工艺中强渗与扩散时间的比例,表明延长扩散阶段时间有利于增加渗层厚度和渗层中γ’-Fe4N相的形成,工艺渗扩比1:2时的渗层中出现明显的过渡层,渗层厚度达到120μm,比渗扩比1:1时增加了 24μm;扩散阶段的延长可以改善表面氮化物的形貌,表面氮化物由尺寸较大的团簇状转变为分布密集的柱状晶形态,进一步提高了工件的耐磨性,在20N载荷的摩擦实验中,磨损机理由基体的塑性变形转变为磨粒磨损,渗扩比1:2的磨损质量仅为基体的1/30。通过等温渗氮工艺对比实验,表明高温低氮势有利于ε-Fe2～3N相的形成,但时间过长会在工件表面产生分层、疏松等现象,通过分析摩擦实验以及观测磨痕的表面形貌,发现氮化物出现脱落在表面形成凹坑。通过对比真空两段渗工艺与等温渗氮工艺,发现提高氮势有利于在工件表面建立氮浓度,提高渗层的氮含量;真空两段渗工艺在节约氨气消耗方面比等温渗氮工艺具有优势。耐腐蚀性研究表明,真空渗氮后不锈钢的抗点蚀性能提高,渗扩比1:2在阳极强极化区的Tafel斜率最大,发生腐蚀的阻抗最大,耐腐蚀性最优。综合分析最佳渗氮工艺为渗扩比1:2。