Q235钢强度高、韧性好、成本低，但耐蚀性较差；Ta在稀有金属中耐蚀性最好，但价格昂贵。针对上述问题，本工作采用双层辉光等离子表面冶金技术对Q235钢进行等离子表面渗Ta处理，在Q235钢表面得到Ta改性层。为了获得良好的Ta改性层，首先进行渗Ta工艺研究，分析改性层的成分、组织，然后测试了改性层的结合力、硬度以及耐磨性，并重点研究了Ta改性层在强还原性酸以及氯化钠溶液中的耐腐蚀性能。研究结果表明：双层辉光等离子表面渗Ta的最佳工艺参数为：源极电压：900~950V，阴极电压：300~450V，试样温度：950℃，保温时间：3h，工作气压：30Pa，极间距：15mm。在此条件下，能够在基体表面获得成分呈梯度变化的均匀致密的合金改性层，渗层的有效厚度约为33μm。XRD结果显示，改性层的主要物相为α-Ta。改性层与基体结合性能良好，属于冶金结合。试样表面硬度和耐磨性均大幅提高。极化曲线测试结果表明，Ta改性层试样在3.5%氯化钠和3.5%盐酸溶液中开路电位、自腐蚀电位和极化电阻均高于基材。电化学阻抗谱测试结果表明Ta改性层的容抗幅值、中频区相位角峰值及其频率范围均大于基材，说明Ta改性层耐蚀性优于基材。中性盐雾试验结果表明，中性盐雾试验20天后，与Ta改性层试样相比，基材试样腐蚀更为严重，失重更多，说明在人工加速条件下，Ta改性层很好的保护了基体。金属均匀腐蚀全浸测试结果表明，浸泡30天后，基体失重更多，腐蚀也更为严重。说明Ta改性层能够有效保护基体，显著提高基体的耐蚀性能。