Se investigó el comportamiento de nitruración iónica del acero inoxidable austenítico AISI 316L a diferentes tiempos de nitruración (2 h, 4 h y 9 h) y temperaturas (450 degreesC, 500 degreesC y 550 degreesC). La caracterización estructural se ha evaluado mediante varias consideraciones que se pueden enumerar: (i) la evaluación de la distribución de fases a través del análisis de Rietveld de patrones de difracción de rayos X y el proceso de ajuste de picos correspondiente, (ii) el perfil de dureza y el grosor de la capa de nitruro relacionado mediante mediciones de microdureza y microscópicas, y (iii) mediciones de desplazamiento para evaluar la acumulación de tensiones residuales. La difusión de especies atómicas de nitrógeno en la superficie de la muestra provocó una transformación de la matriz de fase en una fase austenítica expandida (N), que se reconoce por su alta dureza y resistencia al desgaste. Además, dependiendo de la condición de nitruración, se detectaron fases de nitruro de cromo (Cr1-2N) y nitruro de hierro (-Fe2-3N y -Fe4N), que pueden ser perjudiciales para la resistencia a la corrosión del acero inoxidable austenítico 316L. La fase N se observó en todas las condiciones de nitruración, resultando en un aumento significativo de la dureza superficial. Sin embargo, la descomposición de la fase N con un aumento en la temperatura de nitruración alteró eventualmente la distribución de dureza superficial en la capa de nitruración. Considerando el tipo de fase y la distribución con las características de dureza consecuentes en la capa de nitruro, hasta donde sabemos, este es el primer informe en el que se pueden proponer una temperatura de nitruración iónica de 500 degreesC (superior a 450 degreesC) y un tiempo de 9 h como parámetros de procesamiento ideales que conducen a una composición de fase óptima y distribución de dureza para aceros inoxidables austeníticos 316L, particularmente para aplicaciones que requieren una combinación de resistencia al desgaste y a la corrosión.