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不銹鋼外表層是以氧化鉻為主體的鈍化膜，這層膜阻礙氮的滲入，通常需要進行噴砂，酸洗并在滲氮爐內加入氯化銨才能進行氣體氮化。離子滲氮是在殘留氧極少的真空容器中進行的。采用高純的滲氮氣氛，就可以防止不銹鋼表面產生新的氧化膜。通過輝光放電濺射效應和氫離子的還原作用，即可除去原有的鈍化膜。所以無需再經過專門的預處理就可以進行離子滲氮，從而顯著地簡化工序和節約預先處理費用。

利用離子熱處理技術在低溫下可以對奧氏體不銹鋼的表面進行硬化處理，使其表面形成一層氮或碳的過飽和固溶體，并且要沒有鉻的氮化物或碳化物析出，具有這種特點的組織結構被稱為S相。經過硬化處理的奧氏體不銹鋼的表面硬度高達900HV以上，其耐蝕性能甚至優于原奧氏體不銹鋼的耐蝕性能。

不銹鋼表面硬化處理的關鍵是如何控制好被處理工件的溫度。若溫度偏低則滲速慢，甚至氮或碳原子滲入不進基體內；若處理溫度偏高，滲入的氮或碳就會形成鉻的氮化物或碳化物，使不銹鋼表面自由鉻的濃度降低，不銹鋼的耐蝕性能下降。因此，奧氏體不銹鋼表面硬化處理的溫度必須嚴格控制在±5℃范圍內，這在一般的離子熱處理設備內是難以實現的。