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(gen)(gen)據(ju)所(suo)用(yong)(yong)介(jie)質(zhi)的(de)(de)物理狀況不(bu)同(tong)，碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)共(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)可(ke)以(yi)(yi)(yi)(yi)分為氣體(ti)(ti)碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)共(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)、液體(ti)(ti)碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)共(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)和(he)(he)固體(ti)(ti)碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)共(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)三種。根(gen)(gen)據(ju)共(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)溫(wen)度的(de)(de)不(bu)同(tong)，又可(ke)分為低(di)溫(wen)（500～600℃）、中(zhong)(zhong)溫(wen)（750～850℃）和(he)(he)高溫(wen)（900～950℃）碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)共(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)三種。其(qi)(qi)中(zhong)(zhong)，低(di)溫(wen)碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)共(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)即目前廣泛應(ying)用(yong)(yong)的(de)(de)軟滲(shen)(shen)氮(dan)法，其(qi)(qi)表層(ceng)主(zhu)要以(yi)(yi)(yi)(yi)滲(shen)(shen)氮(dan)為主(zhu)，用(yong)(yong)以(yi)(yi)(yi)(yi)提高零件的(de)(de)表面耐磨性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)抗咬合性(xing)(xing)(xing)；中(zhong)(zhong)溫(wen)碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)共(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)，其(qi)(qi)目的(de)(de)與滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)相似，主(zhu)要是提高零件的(de)(de)表面硬度和(he)(he)耐磨性(xing)(xing)(xing)，與滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)零件相比，將使零件具有(you)更好(hao)的(de)(de)耐磨性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)抗疲(pi)勞性(xing)(xing)(xing)能；高溫(wen)碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)共(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)，以(yi)(yi)(yi)(yi)滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)為主(zhu)。我國的(de)(de)熱處理廠家，以(yi)(yi)(yi)(yi)中(zhong)(zhong)溫(wen)氣體(ti)(ti)碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)共(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)和(he)(he)低(di)溫(wen)氮(dan)碳(tan)(tan)(tan)共(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)應(ying)用(yong)(yong)較廣泛。
一、中溫氣體碳氮共滲
氣(qi)(qi)體(ti)碳(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)的(de)(de)介質實際上是滲(shen)(shen)碳(tan)和滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)用(yong)的(de)(de)混合氣(qi)(qi)體(ti)。目(mu)前，在熱(re)處理(li)生(sheng)產中常用(yong)的(de)(de)方法是在井式氣(qi)(qi)體(ti)滲(shen)(shen)碳(tan)爐中滴入(ru)煤油，使(shi)其熱(re)分解出滲(shen)(shen)碳(tan)氣(qi)(qi)體(ti)，同時向爐中通入(ru)滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)所用(yong)的(de)(de)氨氣(qi)(qi)。在共(gong)滲(shen)(shen)溫度(du)下，煤氣(qi)(qi)與氨氣(qi)(qi)除了單(dan)獨進行滲(shen)(shen)碳(tan)和滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)作用(yong)外，它們之(zhi)間還可以發生(sheng)化(hua)學反(fan)(fan)應產生(sheng)活性碳(tan)和氮(dan)(dan)(dan)原(yuan)子，從而促進了共(gong)滲(shen)(shen)處理(li)。其反(fan)(fan)應如下：
NH3+CO→HCN+H2O;
NH3+CH4→HCN+3H2;
2HCN→H2+2[C]+2[N]。
共(gong)滲(shen)(shen)介質中(zhong)氨(an)氣所占比例(li)(li)對共(gong)滲(shen)(shen)層的(de)碳(tan)氮濃度、相組成以及滲(shen)(shen)層深度均有影響。氨(an)量增加，滲(shen)(shen)層氮含量提(ti)高，碳(tan)含量降低。因(yin)而應根據零件鋼(gang)種、對滲(shen)(shen)層組織(zhi)和性能的(de)要求以及共(gong)滲(shen)(shen)溫度等(deng)來確定氨(an)氣比例(li)(li)。
此外，有的工廠采用滲碳富化氣（甲(jia)烷(wan)、丙(bing)(bing)烷(wan)、城市煤(mei)氣等）加(jia)氨、三乙醇胺、丙(bing)(bing)酮加(jia)甲(jia)醇加(jia)尿素(su)等作為(wei)共(gong)滲劑。
碳氮共(gong)(gong)滲溫度隨鋼種而異，一般在820～870℃內選擇。碳氮共(gong)(gong)滲時間取決于滲層深度、共(gong)(gong)滲溫度、共(gong)(gong)滲介(jie)質及鋼的(de)化學成分。
氣體碳氮共(gong)滲的主要特(te)點是：
1. 氣體碳(tan)氮(dan)共滲的(de)(de)力學(xue)性(xing)(xing)(xing)能兼(jian)顧滲碳(tan)層(ceng)和滲氮(dan)層(ceng)的(de)(de)優點。與(yu)滲碳(tan)層(ceng)相比，表面硬度更(geng)高、耐磨性(xing)(xing)(xing)好，同時還具有一定(ding)的(de)(de)耐蝕性(xing)(xing)(xing)，以及(ji)由(you)于(yu)共滲層(ceng)存在殘留(liu)壓應力而提高了鋼的(de)(de)疲勞極限(xian)；與(yu)滲氮(dan)層(ceng)相比，共滲層(ceng)深(shen)度深(shen)，表面脆性(xing)(xing)(xing)小。
2. 由(you)于氮的(de)滲(shen)入提高了(le)滲(shen)層的(de)淬透性，共滲(shen)后可用較滲(shen)碳溫度低(di)及(ji)較緩的(de)冷卻介質淬火，減少了(le)零(ling)件的(de)變(bian)形(xing)，而(er)且奧氏體晶粒比滲(shen)碳細，提高了(le)零(ling)件的(de)心部韌(ren)性。
氣體碳氮(dan)(dan)共滲(shen)速度大于(yu)單獨滲(shen)碳和(he)單獨滲(shen)氮(dan)(dan)的速度，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)不銹鋼，方可進行滲碳和碳氮共滲熱處理。
二、低溫氮碳共滲（軟滲氮）
低溫氮碳共(gong)滲是(shi)在(zai)含(han)有活(huo)性碳、氮原子的介(jie)質中同時滲入氮和碳，并以滲氮為主的熱處理工藝(yi)。
氮碳(tan)共滲不(bu)(bu)但賦于工件(jian)(jian)耐磨(mo)損、耐疲勞、抗(kang)咬合和擦傷的(de)(de)性能，以(yi)及處理(li)溫度低(di)、時(shi)間短、變形小的(de)(de)特點，而且不(bu)(bu)受鋼(gang)(gang)種限制，適于碳(tan)素鋼(gang)(gang)、合金鋼(gang)(gang)、不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)鑄鐵及粉末冶金等材料。已(yi)普遍在模具(ju)、量具(ju)、刃具(ju)以(yi)及耐磨(mo)零(ling)(ling)件(jian)(jian)中使用，并獲得(de)了良(liang)好的(de)(de)效果。在不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)零(ling)(ling)件(jian)(jian)進行軟滲氮時(shi)，在溶(rong)劑(ji)中加入四氯化(hua)碳(tan)，可加速(su)鈍化(hua)膜(mo)的(de)(de)破壞，縮短共滲時(shi)間。
氣體氮(dan)碳共滲的工藝參數是其溫度、時間以(yi)及滲入介質的活性和加(jia)入量(liang)，同樣是根(gen)據(ju)零件的技術(shu)要求來選擇。
軟滲氮的溫度通常(chang)為530～580℃，在570℃左右氮在α相中具有最大溶解度。對于高(gao)(gao)鉻不銹鋼(gang)和(he)高(gao)(gao)速鋼(gang)而言(yan)，為保持工件的整(zheng)體強度和(he)紅硬(ying)性，軟滲氮溫度不能(neng)超(chao)過其回火溫度。
軟滲(shen)(shen)氮(dan)時間(jian)為1～6h。軟滲(shen)(shen)氮(dan)后(hou)的工(gong)件(jian)(jian)一般(ban)采用快(kuai)冷(leng)（油冷(leng)）。快(kuai)冷(leng)不僅使(shi)滲(shen)(shen)氮(dan)件(jian)(jian)表面色澤好，而(er)且能進一步提高零件(jian)(jian)的疲勞強(qiang)度(du)。對于變形(xing)要求小的工(gong)件(jian)(jian)，軟滲(shen)(shen)氮(dan)后(hou)應當(dang)緩(huan)冷(leng)。目(mu)前，熱處(chu)理廠氣(qi)體(ti)軟滲(shen)(shen)氮(dan)的介質主要是(shi)：50％氨氣(qi)＋50％+50%吸熱型氣(qi)體(ti)。
