基于等离子体氮化钢表层原位纳米晶的观察,采用准二元溶液模型建立了描述BCC-Fe溶液吉布斯自由能的热力学模型。该模型是专门为多组份钢的氮化过程而建立的,该多组份钢的成分首先通过元素相对于氮的电负性,利用Cr当量的概念转化为Fe-Cr - eq -N三元体系。利用该热力学模型,可以用温度来评估BCC伪二元溶液的稳定性极限,并用于指导氮化条件的选择。人们已经认识到含氮马氏体是不稳定的,并可能在特定的成分/温度范围内以spinodal分解的形式分解。本文采用40CrNi钢,在800 K下进行8 h等离子体氮化处理。在氮化表层中,实验观察到了纳米尺度的FeN 1/12相和高氮马氏体相,这符合通过spinodal分解实现纳米晶化的热力学预测。