不銹鋼的碳氮共滲是指在零件表層同時滲入碳、氮的熱處(chu)理(li)工藝。與單一滲碳相比，碳氮共滲有許多特點，如碳氮共滲溫度較滲碳溫度低，因而滲碳過程中奧氏體晶粒較細小，共滲后一般可直接淬火。因此，簡化了生產工序，節約了能源，并減少了零件的變形。
根據所用(yong)(yong)介質的(de)(de)(de)(de)物理狀況不同，碳(tan)(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)共滲(shen)(shen)(shen)可以(yi)分為(wei)(wei)氣體(ti)碳(tan)(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)共滲(shen)(shen)(shen)、液(ye)體(ti)碳(tan)(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)共滲(shen)(shen)(shen)和(he)(he)固體(ti)碳(tan)(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)共滲(shen)(shen)(shen)三種。根據共滲(shen)(shen)(shen)溫(wen)(wen)度的(de)(de)(de)(de)不同，又(you)可分為(wei)(wei)低溫(wen)(wen)（500～600℃）、中溫(wen)(wen)（750～850℃）和(he)(he)高(gao)溫(wen)(wen)（900～950℃）碳(tan)(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)共滲(shen)(shen)(shen)三種。其中，低溫(wen)(wen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)共滲(shen)(shen)(shen)即(ji)目前廣泛應用(yong)(yong)的(de)(de)(de)(de)軟滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)法(fa)，其表層(ceng)主(zhu)(zhu)要以(yi)滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)為(wei)(wei)主(zhu)(zhu)，用(yong)(yong)以(yi)提高(gao)零(ling)件(jian)的(de)(de)(de)(de)表面(mian)耐磨性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)抗咬合(he)性(xing)(xing)(xing)；中溫(wen)(wen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)共滲(shen)(shen)(shen)，其目的(de)(de)(de)(de)與(yu)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)相(xiang)似，主(zhu)(zhu)要是(shi)提高(gao)零(ling)件(jian)的(de)(de)(de)(de)表面(mian)硬度和(he)(he)耐磨性(xing)(xing)(xing)，與(yu)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)零(ling)件(jian)相(xiang)比，將(jiang)使零(ling)件(jian)具有(you)更(geng)好的(de)(de)(de)(de)耐磨性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)抗疲勞性(xing)(xing)(xing)能；高(gao)溫(wen)(wen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)共滲(shen)(shen)(shen)，以(yi)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)為(wei)(wei)主(zhu)(zhu)。我(wo)國(guo)的(de)(de)(de)(de)熱處理廠家，以(yi)中溫(wen)(wen)氣體(ti)碳(tan)(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)共滲(shen)(shen)(shen)和(he)(he)低溫(wen)(wen)氮(dan)(dan)碳(tan)(tan)(tan)(tan)共滲(shen)(shen)(shen)應用(yong)(yong)較(jiao)廣泛。
一、中溫氣體碳氮共滲
氣(qi)(qi)(qi)體碳(tan)氮共(gong)滲的(de)介(jie)質(zhi)實際上是滲碳(tan)和(he)(he)滲氮用的(de)混合氣(qi)(qi)(qi)體。目(mu)前，在熱處(chu)理生產(chan)中(zhong)常用的(de)方法是在井式氣(qi)(qi)(qi)體滲碳(tan)爐中(zhong)滴(di)入煤油(you)，使(shi)其熱分解出滲碳(tan)氣(qi)(qi)(qi)體，同時向爐中(zhong)通入滲氮所(suo)用的(de)氨氣(qi)(qi)(qi)。在共(gong)滲溫(wen)度(du)下(xia)，煤氣(qi)(qi)(qi)與氨氣(qi)(qi)(qi)除了單(dan)獨進行滲碳(tan)和(he)(he)滲氮作用外，它們(men)之間還可以發生化學反(fan)應產(chan)生活(huo)性碳(tan)和(he)(he)氮原子，從而促進了共(gong)滲處(chu)理。其反(fan)應如下(xia)：
NH3+CO→HCN+H2O;
NH3+CH4→HCN+3H2;
2HCN→H2+2[C]+2[N]。
共(gong)滲(shen)介質(zhi)中氨氣所占比(bi)例(li)對(dui)共(gong)滲(shen)層的(de)碳(tan)氮濃度(du)、相組成(cheng)以及(ji)(ji)滲(shen)層深(shen)度(du)均有影(ying)響。氨量(liang)(liang)增(zeng)加，滲(shen)層氮含(han)量(liang)(liang)提(ti)高，碳(tan)含(han)量(liang)(liang)降低。因而應(ying)根據零件鋼種、對(dui)滲(shen)層組織和性(xing)能(neng)的(de)要求以及(ji)(ji)共(gong)滲(shen)溫度(du)等來確(que)定氨氣比(bi)例(li)。
此外，有的工廠采用滲碳(tan)富化氣(qi)（甲烷、丙烷、城市煤氣(qi)等）加(jia)(jia)氨、三乙醇胺、丙酮(tong)加(jia)(jia)甲醇加(jia)(jia)尿素等作為共滲劑(ji)。
碳氮共(gong)滲溫度(du)隨鋼種而異，一般在820～870℃內選擇(ze)。碳氮共(gong)滲時(shi)間(jian)取決(jue)于滲層(ceng)深(shen)度(du)、共(gong)滲溫度(du)、共(gong)滲介質及鋼的化(hua)學成分。
氣體(ti)碳氮共滲的主要(yao)特點是：
1. 氣體碳氮共滲(shen)(shen)(shen)的(de)力(li)學性(xing)(xing)能(neng)兼(jian)顧滲(shen)(shen)(shen)碳層(ceng)和滲(shen)(shen)(shen)氮層(ceng)的(de)優點(dian)。與(yu)滲(shen)(shen)(shen)碳層(ceng)相比，表(biao)面(mian)硬度(du)更高(gao)、耐(nai)磨(mo)性(xing)(xing)好，同時還具(ju)有一定的(de)耐(nai)蝕(shi)性(xing)(xing)，以及由于共滲(shen)(shen)(shen)層(ceng)存在殘留(liu)壓(ya)應(ying)力(li)而(er)提高(gao)了(le)鋼的(de)疲勞極限；與(yu)滲(shen)(shen)(shen)氮層(ceng)相比，共滲(shen)(shen)(shen)層(ceng)深度(du)深，表(biao)面(mian)脆性(xing)(xing)小。
2. 由(you)于氮的(de)滲入(ru)提高了滲層的(de)淬(cui)透性(xing)，共滲后可(ke)用較(jiao)滲碳溫(wen)度(du)低及較(jiao)緩的(de)冷卻介質淬(cui)火，減少了零件(jian)(jian)的(de)變形，而且奧氏體(ti)晶粒比滲碳細，提高了零件(jian)(jian)的(de)心部韌性(xing)。
氣體碳(tan)氮(dan)共滲速(su)度大于單(dan)獨滲碳(tan)和單(dan)獨滲氮(dan)的速(su)度，縮短了生產周(zhou)期。
滲碳和碳氮共滲對于一般的不銹(xiu)鋼（以防蝕為主的不銹鋼）來說，增加了鋼表面的碳含量，因此會降低鋼的耐蝕性；只有在少數情況下，例如模具、滾動軸承、彈簧和刀具等產品，由于其表面要求高硬度和高的耐磨性，基體要求具有良好韌性的馬氏體(ti)不銹鋼，方可進行滲碳和碳氮共滲熱處理。
二、低溫(wen)氮(dan)碳(tan)共滲（軟滲氮(dan)）
低溫(wen)氮(dan)(dan)碳(tan)共滲(shen)是在(zai)含有(you)活性(xing)碳(tan)、氮(dan)(dan)原子的介質中同(tong)時滲(shen)入氮(dan)(dan)和碳(tan)，并(bing)以滲(shen)氮(dan)(dan)為主的熱處(chu)理工藝。
氮碳(tan)(tan)共滲不但賦于(yu)工(gong)件(jian)耐磨(mo)損、耐疲勞、抗咬合和擦傷的性能，以及(ji)處理溫度(du)低、時間短(duan)、變形小的特點，而且不受鋼種限制(zhi)，適于(yu)碳(tan)(tan)素鋼、合金鋼、不銹(xiu)鋼鑄鐵(tie)及(ji)粉末冶金等(deng)材料。已(yi)普遍在(zai)模具(ju)、量具(ju)、刃具(ju)以及(ji)耐磨(mo)零件(jian)中使用，并獲(huo)得了良好的效(xiao)果(guo)。在(zai)不銹(xiu)鋼零件(jian)進行軟滲氮時，在(zai)溶劑(ji)中加(jia)入四氯(lv)化碳(tan)(tan)，可(ke)加(jia)速鈍化膜(mo)的破壞，縮短(duan)共滲時間。
氣體氮碳共(gong)滲的(de)工藝(yi)參數是其溫度(du)、時間(jian)以及滲入介(jie)質(zhi)的(de)活性和(he)加入量，同(tong)樣是根據零件的(de)技術(shu)要求來選擇(ze)。
軟(ruan)滲氮(dan)的溫度通常為530～580℃，在570℃左右氮(dan)在α相中具有最大溶(rong)解度。對(dui)于(yu)高鉻不銹鋼(gang)和高速鋼(gang)而言，為保持工件的整體強(qiang)度和紅硬性，軟(ruan)滲氮(dan)溫度不能超過(guo)其(qi)回火溫度。
軟(ruan)滲氮(dan)(dan)時間為1～6h。軟(ruan)滲氮(dan)(dan)后的(de)(de)(de)工(gong)件一(yi)般采用快冷(leng)（油(you)冷(leng)）。快冷(leng)不僅使滲氮(dan)(dan)件表面色澤好，而(er)且能進一(yi)步(bu)提高零件的(de)(de)(de)疲勞強度。對于(yu)變形要求小的(de)(de)(de)工(gong)件，軟(ruan)滲氮(dan)(dan)后應當緩冷(leng)。目(mu)前，熱(re)處理廠氣體(ti)軟(ruan)滲氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)介質(zhi)主要是：50％氨氣＋50％+50%吸熱(re)型氣體(ti)。
