17-4PH不锈钢因其优异的机械性能和耐腐蚀特性，在航空航天、化工和核电等领域得到广泛应用。然而，随着使役环境的日益苛刻，提高其耐蚀性和耐磨性成为材料研究的重要课题。等离子体渗氮作为一种有效的表面强化技术，可通过改变表面微观结构来提高不锈钢的耐蚀性能。本文采用等离子体基低能离子注入技术，在工艺温度350-550°C、渗氮时间4 h下对17-4PH不锈钢进行等离子体渗氮改性。渗氮层微观结构通过OM、EPMA、XRD和TEM进行表征，腐蚀行为通过电化学测试，包括PPD、EIS及MS分析。结果表明，等离子体渗氮不锈钢表面形成了均匀致密的渗氮层，厚度13-27 μm、表面氮浓度29.7-33.1 at.%。XRD结果表明350°C渗氮层由γ′-Fe₄N、HCP-ε_N和α′_N等组成，升至400°C，CrN相开始析出且随渗氮温度逐渐增加，至550°C渗氮层均由包括CrN等四相组成。TEM进一步解释了渗氮层呈现纳米级均匀分布，随温度增加，纳米晶尺寸由2 nm增至15 nm。腐蚀研究表明，350℃渗氮层在3.5% NaCl溶液中具有最高的自腐蚀电位-155.5 mV(SCE)，钝化膜具有最高的极化电阻4.26×10⁵ Ω·cm²以及最低的载流子密度N_D和N_A分别为3.51×10²⁰和5.23×10²⁰ cm^-3。随渗氮温度增加，钝化膜致密性逐渐下降。缓冲溶液中，350-550℃渗氮层的自腐蚀电位均高于原始不锈钢的自腐蚀电位，钝化膜载流子密度随渗氮温度呈现先上升后下降变化趋势，450℃渗氮层钝化膜最致密。低温且高效的等离子体渗氮工艺有效确保350℃低温渗氮层中纳米晶γ′-Fe₄N形成且无CrN析出，改善不锈钢抗点蚀和均匀腐蚀性能。400-550℃渗氮层，CrN析出降低了不锈钢的抗点蚀性能，但间隙N原子和纳米晶在缓冲溶液中的抗蚀作用抑制了CrN对均匀腐蚀的促进作用。等离子体渗氮技术显著改善17-4PH不锈钢的微观结构和腐蚀性能，为该材料在严苛使役环境下的实际工程应用提供了新的解决方案。

17-4PH不锈钢；等离子体基低能氮离子注入；纳米化；CrN；抗蚀机制