双层辉光离子渗金属技术是在离子氮化的基础上发展起来的一项表面合金化新技术，它开拓了等离子固态冶金的新领域。碳迁移对于双辉渗技术的理论研究与实际应用都具有很重要的意义。目前，对碳迁移的研究主要集中于异种钢的焊接问题上，对双辉渗金属中的碳迁移问题研究较少，并主要集中于定性的讨论。本论文拟通过实验和计算机模拟方法从定性和定量两个方面探讨离子渗金属中的碳迁移问题。 本论文的第一部分通过实验研究，定性地讨论碳迁移的性质、显微组织形态以及工艺参数的影响。在实验过程中，我们采用W、Ni、Ti三种源极材料，实验的结果表明，不同的渗入金属对碳迁移具有不同的影响；W、Ti等碳化物形成元素使碳从基体向渗层扩散，Ni等非碳化物形成元素使碳从渗层向基体扩散；不同的碳化物形成元素对碳迁移的影响程度也不同；在相同的工艺条件下，离子渗Ti时的脱碳层深度总比离子渗W时的脱碳层深度深。脱碳层具有两种显微组织形态，当加热温度在奥氏体区时，脱碳层组织为等轴晶；当加热温度处于奥氏体和铁素体两相区时，脱碳层组织为柱状晶。脱碳层深度随阴极电压的增加而加深、加热温度的提高而加深、保温时间的延长而加深。 本论文的第二部分采用计算机模拟的方法定量地讨论双辉渗过程中的碳迁移规律。首先，在详细讨论源极溅射、溅射原子流的空间输运、金属原子的渗入和碳迁移等双辉渗金属物理过程的基础上，推导出渗入金属的浓度分布和碳元素浓度分布的有限差分解法。这个解法在计算碳元素浓度分布时，综合考虑了渗入金属元素和表面溅射效应对碳迁移的影响；在计算渗金属浓度分布时，不仅考虑了过饱和点缺陷对欲渗金属扩散的增强作用，还考虑了碳元素对欲渗金属扩散的削弱作用。接着，给出了这个解法的计算步骤及Matlab程序，它主要由以下6个模块组成：(1)确定工艺参数；(2)计算源极供给量；(3)计算工件表面的再溅射系数；(4)计算工件表面碳元素溅射系数；(5)分别计算α相和γ相中过饱和点缺陷浓度分布；(6)计算欲渗金属元素浓度分布和碳元素浓度分布。最后，具体计算了渗金属为W时的结果，结果表明，双辉渗技术中的强脱碳现象是渗入元素和表面溅射的共同作用的结果。