离子氮化是强化金属材料表面硬度的一种工艺方法，它的工艺特点是处理温度较低，变形小，工艺过程控制具有一定的精确度，可以作为机械加工的最终工序，氮化层具有较高的耐磨性。结合材料，介绍如下。

1.钛合金

       钛合金材料是一种较贵的金属材料，材料特性为：比重轻，屈强比高，防锈，无磁性，缺点是硬度低，在普通热处理（固溶时效）后，硬度在hrc38左右，这种状况作为耐磨件不可用。目前解决的办法有多种，一种是研制新的钛合金材料，使其机械性能更高；另一种是通过离子氮化热处理来提高硬度。经过离子氮化后的钛合金，表面硬度可达到HV>780（HRC63），渗层深度一般可达0.06~0.08mm，耐磨性能有所提高，可满足零件负载工况下的使用性能。钛合金经过离子氮化处理后，由于表层有一层化合物层，可提高表面耐腐蚀性。在一些无磁性又要求耐磨的工况下，钛合金离子氮化也能满足使用要求。此外还有钛合金微弧氧化、等离子体注入等等表面改性处理技术。

2.不锈钢

      不锈钢在常态下具备耐腐蚀不生锈的特性，常用的有奥氏体不锈钢、马氏体不锈钢、沉淀硬化不锈钢。马氏体不锈钢通过淬火时效，可以使材料的硬度达到HRC50~55，沉淀硬化不锈钢由于固溶沉淀，产生第二相强化作用，使处理后的材料综合性能较高，但奥氏体不锈钢在常温中的组织为奥氏体状态，硬度较低（140~190HBS），如果使用工况既要耐腐蚀又要硬度较高时，就可以采用离子氮化，如06Cr18Ni11Ti奥氏体不锈钢，离子氮化后的硬度HⅤ可大于1000（HRC>68）。不锈钢不生锈是因为表面有一层致密的氧化膜，使氧不能继续向内部组织扩散氧化，这层氧化膜对氮化起阻挡作用，离子氮化可以通过阴极溅射和氢离子的还原作用，将这层膜去除，省去喷砂酸洗预处理，使氮原子易于扩散，完成不锈钢的氮化。

3.合金钢

      主要指用于结构件的含有某些合金元素的钢类。合金钢中有专门用于氮化的材料，如38CrMoAl在达到同样渗层深度的前提下，它更易于氮化。其它合金钢也都可进行离子氮化，氮化前要进行调质处理，以获得所要求的基体性能，同时还可以释放应力。离子氮化后的工件表层有氮化物组织，可以起到防锈作用。

4.其它黑色金属

       对碳钢（无合金元素）的离子氮化，也能提高硬度，但不及合金钢提高硬度的幅度，尤其是低碳钢，原因是因为其基体组织硬度就低，表面硬度不会高。对这类材料氮化的另一用途是防锈蚀。

      还有模具钢、铸钢、粉末冶金件都可进行离子氮化，达到提高表面硬度等工艺目标。