溶液中微弧快速渗氮技术是在开放环境下和特定的电解液中，处理几十分钟即可获得高硬度、耐磨、耐蚀的渗透层，由于该技术具有处理时间短、工艺简单、使用范围广、试样的前处理简单等优点，是一种很有应用前途的表面处理技术，在钢铁表面处理方面受到关注。该技术与溶液中微弧氧化技术的区别在于处理件前者在阴极，后者在阳极。两者均属于溶液中微弧处理(PES)技术。目前国内外对此技术的研究主要集中在钛合金，而有关钢铁表面的文献并不是很多，有学者通过MM-200磨损测试仪对经微弧渗碳处理过的20钢试样扩散层的耐磨性能进行测试，得出处理过的工件耐磨性更好，并测得渗碳层硬度高达1200HV；在甲酰胺和尿素电解液体系下对Q235钢进行液相微弧快速碳氮共渗处理，得出渗层最大硬度达到770HV。关于溶液微弧渗透技术的研究还停留在对渗透结果的检测上，很少涉及对原理机制的探究。

本文通过分析Q235钢在溶液中快速微弧渗氮的过程及渗氮层的成分和组织变化，确定溶液快速微弧渗氮的机理及其模型的初步建立。对于渗透过程中产生的气体及不同渗透阶段的溶液成分变化将通过一系列其他方法进行检测，确定溶液微弧渗氮的渗透过程，为微弧渗透工艺的进一步探究奠定基础。

试验装置为等离子微弧脉冲电源、304不锈钢电解池和冷却槽。试样Q235钢尺寸为25mm×4mm×10mm，试样成分为（质量分数，%）：0.14~0.22C，0.30~0.65Mn，≤0.30Si，≤0.050S，≤0.045P。电解液为先在一定量的蒸馏水中溶解氯化铵和氯化钾盐，再加入甲酰胺试剂。试验前对试样进行脱脂、除锈、砂纸打磨等预处理。以试样为阴极，浸入含有电解质溶液的阳极304不锈钢电解槽中，与40kVA的脉冲电源相连。开始时不断调节电流至试样表面出现稳定的微弧放电现象，记录试样表面从出现气泡至稳定产生微弧放电的各种试验现象。试验结束后取出试样，清洗吹干。使用环氧树脂对试样进行镶嵌，并对表面打磨和抛光。