零件在水中或潮湿环境中工作，有要求其表面耐磨性好且线膨胀系数低时，应选用马氏体不锈钢渗碳的化学处理方法。
不锈钢渗碳工艺难点是：①因为不锈钢表面有一层Cr2O3钝化膜，这层钝化膜阻止碳原子向钢件表面渗入，因此不锈钢渗碳工艺首先要破除表面的钝化膜。钝化膜不破除或破除不充分，就会出现渗不进去或渗层不均匀的现象。②奥氏体化温度较高，渗碳温度较高，需要高温渗碳炉，小于950℃以下渗速较慢。
破除钝化膜的方法是渗碳时加入一定量的氯化铵，氯化铵加热到300℃以上会分解，分解的产物氯化氢（HCL）与钝化膜的氧化物Cr2O3发生反应，从而破坏了钝化膜，不锈钢被活化，使渗碳得以正常进行。
但是使用氯化铵的缺点是堵塞出气和进气管道，并且对管道和炉体的金属构件腐蚀的很厉害，要不断地清理管道；还有氯化氢与锡发生反应，所以不能用镀锡的方法进行局部防渗。采用氨气分解气就可以解决这个问题。
不锈钢渗碳温度为960~1000℃，渗碳速度约为0.2mm/h。渗碳气氛为甲苯+氨气；通氨气量按甲苯分解量和消耗量进行计算，使通入的氨气量与甲苯的产气量成一定比例。通氨气量少会使渗碳层出现不均匀的波浪状分布；通氨气量过大，氨气分解不充分，与二氧化碳反应在出气口出现碳酸铵白色粉末，堵塞出气口。不锈钢渗层一般要求0.1mm~0.15mm。
渗碳组织中容易出现孪晶碳化物带出现，碳化物也比较严重。所以在渗碳之后后续处理工艺应该包括：①正火+高温回火，细化表面渗层组织；②淬火+回火；③工件表面钝化处理，提高表面耐蚀性。钝化液是硝酸或硝酸与重铬酸钠水溶液，硝酸比例是每升溶液中加入300~500g的硝酸（硝酸密度d=1.42），重铬酸钠加入量是溶液质量的2%~4%。室温处理时间为浸渍20min，形成氧化铬保护膜，然后清洗干燥。
