硬度是材料局部抵抗硬物壓入其表面的能力，對滲層的耐磨性尤其是耐磨粒磨損性能有著重要影響。滲氮層硬度的測試分為表面硬度和截面硬度。圖是滲氮層表面硬度隨溫度的變化曲線�？梢钥闯鰸B氮后硬度明顯提高，隨著滲氮溫度的提高，滲層硬度也逐步提高。在380℃各不銹鋼管之間滲層硬度相差較大。SAF2205不銹鋼管和AISI 321不銹鋼管的硬度較高，是因為滲層中除了有S相，還有較多的析出物，形成彌散強化，尤其是SAF 2205鐵素體中析出物最多，硬度最高。由于低溫滲氮處理的溫度低，所以滲層薄，測出的硬度就會受到基體的影響，AISI 904L不銹鋼滲層較AISI 316L不銹鋼管薄，因此硬度也較低。隨著滲層厚度增加和析出物增多，AISI 904L不銹鋼管硬度迅速上升�？梢钥闯鲇捕鹊纳�高分為兩個階段，380℃之前硬度升高較快，380℃之后較慢。是因為380℃之前是固溶強化占主導，N原子進入晶格內，形成過飽和間隙固溶體即“S相”，導致晶格嚴重畸變，相鄰晶格相互擠壓形成壓應力，宏觀表現為硬度迅速升高。380℃之后是彌散強化占主導，隨著溫度升高碳與氮原子形成彌散的化合物，起到彌散強化的作用，溫度升高析出物增多，硬度也繼續提高。

  圖是AISI 316L不銹鋼管的滲氮層截面硬度隨滲層深度變化曲線�？梢钥闯鲭S著滲氮溫度提高，硬化層厚度和硬度都有所增加，硬化層厚度從9μm增加到70μm，且截面硬度出現一個平臺，與N濃度分布曲線相似，滲氮層與基體界面處硬度迅速降低。

 為了研究溫度和合金成分對滲氮層耐磨性的影響，對AISI 316L、AISI 321、AISI 904L和SAF 2205不銹鋼管的未滲氮和滲氮試樣進行了載荷為10N的干摩擦磨損試驗。對耐蝕性最好的AISI 904L不銹鋼管還進行了載荷為20N的干摩擦磨損試驗。由于質量磨損量太小，采用磨痕寬度來表示耐磨性。