在现代工业的许多高磨损、高载荷的服役环境中，钢铁材料的表面常常比内部的工作环境更加恶劣，除脆性断裂等失效形式外，钢材表面的磨损失效和腐蚀失效是最常见的两种失效形式，因此获得更高的表面硬度、耐磨性能和耐腐蚀性能成为了钢铁材料的发展要求。为同时获得优异基体性能和表面性能的新型复合钢铁材料，本项目从绿色制造和低碳排放的角度出发，提出渗硼-等温贝氏体相变一体化新工艺，将渗硼表面改性技术与等温淬火贝氏体相变工艺两种独立的处理工艺相结合，低成本的中碳钢为原材制备出表面高硬度、耐腐蚀和耐磨损、基体超高强韧贝氏体的新型复合材料。结果表明，经渗硼-等温贝氏体相变一体化工艺处理后，材料基体为预期的超细贝氏体组织，表面形成呈梳状或针状形貌且分布均匀的渗硼层。材料的表面硬度提高至约为基体硬度的3.5倍。在相同滑动磨损条件下，材料表面耐磨性约为基体的2.2倍。在腐蚀过程中，材料表面表现出较基体更低的电流密度，且随腐蚀时间延长，强电流区域沿基体方向进行，表明材料表面的耐腐蚀性能较基体明显提高。此外，结合性能实验还表明材料的表面与基体表现出了优良的结合性能。渗硼-等温贝氏体相变一体化工艺为表面高性能的超高强韧复合钢铁材料的制备提供新的方法。