不銹鋼的碳氮共滲是指在零件表層同時滲入碳、氮的熱處理(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。
根據所用介質(zhi)的(de)(de)(de)(de)物(wu)理狀(zhuang)況不(bu)同，碳(tan)(tan)氮(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)可以(yi)(yi)分(fen)(fen)為(wei)氣體(ti)碳(tan)(tan)氮(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)、液體(ti)碳(tan)(tan)氮(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)和(he)固體(ti)碳(tan)(tan)氮(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)三(san)種。根據共(gong)滲(shen)(shen)溫(wen)度的(de)(de)(de)(de)不(bu)同，又可分(fen)(fen)為(wei)低(di)溫(wen)（500～600℃）、中溫(wen)（750～850℃）和(he)高(gao)(gao)溫(wen)（900～950℃）碳(tan)(tan)氮(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)三(san)種。其(qi)中，低(di)溫(wen)碳(tan)(tan)氮(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)即目(mu)前廣泛(fan)應用的(de)(de)(de)(de)軟滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)法，其(qi)表層(ceng)主要以(yi)(yi)滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)為(wei)主，用以(yi)(yi)提(ti)高(gao)(gao)零(ling)件的(de)(de)(de)(de)表面耐磨性(xing)(xing)和(he)抗咬合性(xing)(xing)；中溫(wen)碳(tan)(tan)氮(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)，其(qi)目(mu)的(de)(de)(de)(de)與滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)相似，主要是提(ti)高(gao)(gao)零(ling)件的(de)(de)(de)(de)表面硬(ying)度和(he)耐磨性(xing)(xing)，與滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)零(ling)件相比，將使零(ling)件具有(you)更(geng)好(hao)的(de)(de)(de)(de)耐磨性(xing)(xing)和(he)抗疲(pi)勞性(xing)(xing)能；高(gao)(gao)溫(wen)碳(tan)(tan)氮(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)，以(yi)(yi)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)為(wei)主。我國的(de)(de)(de)(de)熱處理廠家，以(yi)(yi)中溫(wen)氣體(ti)碳(tan)(tan)氮(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)和(he)低(di)溫(wen)氮(dan)(dan)碳(tan)(tan)共(gong)滲(shen)(shen)應用較廣泛(fan)。
一、中溫(wen)氣體碳氮共(gong)滲
氣體碳(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共滲(shen)(shen)(shen)(shen)的(de)(de)介質(zhi)實際上(shang)是滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)和滲(shen)(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)用(yong)的(de)(de)混合(he)氣體。目(mu)前，在熱(re)(re)處(chu)理(li)生產(chan)中常用(yong)的(de)(de)方法是在井式(shi)氣體滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)爐中滴入煤(mei)油，使其熱(re)(re)分解(jie)出滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)氣體，同時(shi)向爐中通入滲(shen)(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)所用(yong)的(de)(de)氨氣。在共滲(shen)(shen)(shen)(shen)溫(wen)度(du)下(xia)，煤(mei)氣與(yu)氨氣除了單獨進行滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)和滲(shen)(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)作用(yong)外，它們之間還可以發生化學反(fan)(fan)應(ying)產(chan)生活(huo)性碳(tan)(tan)和氮(dan)(dan)(dan)原子，從(cong)而促進了共滲(shen)(shen)(shen)(shen)處(chu)理(li)。其反(fan)(fan)應(ying)如下(xia)：
NH3+CO→HCN+H2O;
NH3+CH4→HCN+3H2;
2HCN→H2+2[C]+2[N]。
共滲(shen)(shen)介質中氨(an)氣(qi)所(suo)占比例對(dui)共滲(shen)(shen)層(ceng)的(de)碳(tan)氮濃度(du)(du)、相組(zu)成以及滲(shen)(shen)層(ceng)深度(du)(du)均有(you)影響。氨(an)量增加，滲(shen)(shen)層(ceng)氮含量提高，碳(tan)含量降低(di)。因而應根據零件鋼種、對(dui)滲(shen)(shen)層(ceng)組(zu)織(zhi)和(he)性能的(de)要求以及共滲(shen)(shen)溫度(du)(du)等來(lai)確定氨(an)氣(qi)比例。
此外(wai)，有的(de)工廠(chang)采用(yong)滲碳富(fu)化(hua)氣（甲烷、丙烷、城(cheng)市煤氣等）加(jia)氨、三(san)乙醇胺、丙酮加(jia)甲醇加(jia)尿素(su)等作為共(gong)滲劑。
碳(tan)氮共(gong)滲(shen)溫度隨鋼種而異，一般(ban)在820～870℃內選擇(ze)。碳(tan)氮共(gong)滲(shen)時間(jian)取決于(yu)滲(shen)層深(shen)度、共(gong)滲(shen)溫度、共(gong)滲(shen)介質及鋼的化學成分(fen)。
氣體碳氮共滲的主要(yao)特點是：
1. 氣(qi)體碳(tan)氮共滲(shen)的(de)力學性(xing)能兼顧滲(shen)碳(tan)層(ceng)(ceng)(ceng)和滲(shen)氮層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)優點(dian)。與滲(shen)碳(tan)層(ceng)(ceng)(ceng)相(xiang)(xiang)比，表面(mian)硬(ying)度(du)更高、耐磨(mo)性(xing)好(hao)，同時還具有(you)一定(ding)的(de)耐蝕性(xing)，以及(ji)由于共滲(shen)層(ceng)(ceng)(ceng)存在殘(can)留壓應力而提(ti)高了鋼的(de)疲勞極限；與滲(shen)氮層(ceng)(ceng)(ceng)相(xiang)(xiang)比，共滲(shen)層(ceng)(ceng)(ceng)深(shen)度(du)深(shen)，表面(mian)脆性(xing)小。
2. 由(you)于氮(dan)的滲入(ru)提高了(le)滲層的淬透性，共滲后可(ke)用較滲碳溫度低(di)及(ji)較緩的冷卻介質淬火，減少了(le)零件的變形，而(er)且奧氏體晶粒比滲碳細，提高了(le)零件的心部韌性。
氣體碳(tan)氮共滲速度大于單獨滲碳(tan)和單獨滲氮的(de)速度，縮短了生(sheng)產周期。
滲碳和碳氮共滲對于一般的不銹鋼（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(bu)銹鋼，方可進行滲碳和碳氮共滲熱處理。
二、低溫(wen)氮碳共滲(shen)（軟滲(shen)氮）
低溫氮(dan)碳(tan)共滲是在含(han)有活性碳(tan)、氮(dan)原子的(de)介質中同時滲入氮(dan)和碳(tan)，并以滲氮(dan)為主的(de)熱處(chu)理工藝。
氮(dan)碳共滲(shen)不(bu)但賦于工件(jian)耐(nai)磨損(sun)、耐(nai)疲勞、抗咬合(he)和(he)擦(ca)傷(shang)的(de)(de)性能，以(yi)及處理溫度低(di)、時間短、變形小的(de)(de)特點，而(er)且不(bu)受鋼(gang)(gang)種限制，適于碳素鋼(gang)(gang)、合(he)金(jin)(jin)鋼(gang)(gang)、不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)鑄鐵及粉(fen)末冶金(jin)(jin)等(deng)材料。已普(pu)遍在(zai)模具(ju)、量具(ju)、刃具(ju)以(yi)及耐(nai)磨零件(jian)中(zhong)使用，并獲得(de)了良好的(de)(de)效果。在(zai)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)零件(jian)進行軟滲(shen)氮(dan)時，在(zai)溶劑中(zhong)加入四氯(lv)化(hua)碳，可加速鈍(dun)化(hua)膜的(de)(de)破壞，縮短共滲(shen)時間。
氣體氮碳共滲的(de)工藝參數(shu)是其溫度、時間以及滲入(ru)介質的(de)活(huo)性(xing)和(he)加入(ru)量(liang)，同樣(yang)是根據零件的(de)技術(shu)要(yao)求來選擇。
軟滲氮的溫度通常為530～580℃，在(zai)570℃左右氮在(zai)α相中具有最大(da)溶解(jie)度。對于高(gao)鉻不銹鋼(gang)和高(gao)速鋼(gang)而(er)言(yan)，為保持工件(jian)的整(zheng)體強度和紅硬性，軟滲氮溫度不能超過其回火溫度。
軟(ruan)滲(shen)(shen)氮(dan)時間為1～6h。軟(ruan)滲(shen)(shen)氮(dan)后(hou)的(de)(de)工件(jian)一(yi)般采用快冷（油冷）。快冷不(bu)僅(jin)使滲(shen)(shen)氮(dan)件(jian)表面色(se)澤好，而且(qie)能進一(yi)步提高零件(jian)的(de)(de)疲勞強度。對(dui)于變(bian)形要(yao)求小(xiao)的(de)(de)工件(jian)，軟(ruan)滲(shen)(shen)氮(dan)后(hou)應當緩(huan)冷。目前(qian)，熱(re)處理廠氣體軟(ruan)滲(shen)(shen)氮(dan)的(de)(de)介質主要(yao)是：50％氨氣＋50％+50%吸熱(re)型(xing)氣體。
