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(ju)所用(yong)介質的(de)物理(li)狀(zhuang)況不同(tong)，碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)可以分(fen)(fen)為(wei)(wei)氣體(ti)碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)、液(ye)體(ti)碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)和固體(ti)碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)三種(zhong)。根據(ju)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)溫(wen)(wen)(wen)度的(de)不同(tong)，又可分(fen)(fen)為(wei)(wei)低溫(wen)(wen)(wen)（500～600℃）、中(zhong)溫(wen)(wen)(wen)（750～850℃）和高溫(wen)(wen)(wen)（900～950℃）碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)三種(zhong)。其(qi)中(zhong)，低溫(wen)(wen)(wen)碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)即目前廣泛應(ying)用(yong)的(de)軟(ruan)滲(shen)(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)(dan)法，其(qi)表(biao)層主(zhu)(zhu)要(yao)以滲(shen)(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)(dan)為(wei)(wei)主(zhu)(zhu)，用(yong)以提(ti)(ti)高零(ling)件(jian)的(de)表(biao)面耐磨性和抗咬合性；中(zhong)溫(wen)(wen)(wen)碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)，其(qi)目的(de)與滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)相似，主(zhu)(zhu)要(yao)是提(ti)(ti)高零(ling)件(jian)的(de)表(biao)面硬度和耐磨性，與滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)零(ling)件(jian)相比，將使零(ling)件(jian)具有更好的(de)耐磨性和抗疲勞性能；高溫(wen)(wen)(wen)碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)，以滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)為(wei)(wei)主(zhu)(zhu)。我國的(de)熱處理(li)廠家，以中(zhong)溫(wen)(wen)(wen)氣體(ti)碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)和低溫(wen)(wen)(wen)氮(dan)(dan)(dan)(dan)碳(tan)(tan)(tan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)應(ying)用(yong)較廣泛。
一(yi)、中溫(wen)氣體(ti)碳(tan)氮共滲
氣(qi)體碳氮共(gong)滲的介(jie)質實(shi)際(ji)上(shang)是滲碳和滲氮用的混合氣(qi)體。目前，在熱處(chu)(chu)理生產(chan)中常用的方法是在井(jing)式(shi)氣(qi)體滲碳爐(lu)中滴(di)入煤(mei)油，使其熱分(fen)解出滲碳氣(qi)體，同時向爐(lu)中通(tong)入滲氮所用的氨氣(qi)。在共(gong)滲溫度下，煤(mei)氣(qi)與氨氣(qi)除(chu)了(le)單獨進(jin)行滲碳和滲氮作用外，它們之間還可以發生化學(xue)反應產(chan)生活性(xing)碳和氮原子(zi)，從而(er)促進(jin)了(le)共(gong)滲處(chu)(chu)理。其反應如下：
NH3+CO→HCN+H2O;
NH3+CH4→HCN+3H2;
2HCN→H2+2[C]+2[N]。
共(gong)滲(shen)(shen)(shen)介(jie)質(zhi)中氨(an)(an)氣(qi)所占比(bi)例(li)對共(gong)滲(shen)(shen)(shen)層的碳氮(dan)濃(nong)度、相組成以及(ji)滲(shen)(shen)(shen)層深度均有(you)影響。氨(an)(an)量(liang)增加，滲(shen)(shen)(shen)層氮(dan)含量(liang)提高，碳含量(liang)降低。因而應根據零件鋼種、對滲(shen)(shen)(shen)層組織和性能的要(yao)求(qiu)以及(ji)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)溫度等來確定氨(an)(an)氣(qi)比(bi)例(li)。
此外(wai)，有的工廠采用(yong)滲碳富(fu)化(hua)氣（甲烷(wan)、丙(bing)烷(wan)、城市煤氣等）加氨(an)、三乙醇(chun)(chun)胺、丙(bing)酮(tong)加甲醇(chun)(chun)加尿素等作(zuo)為共滲劑。
碳(tan)氮共(gong)(gong)滲溫(wen)度(du)隨鋼種而(er)異，一般在820～870℃內選擇。碳(tan)氮共(gong)(gong)滲時間(jian)取決于滲層深(shen)度(du)、共(gong)(gong)滲溫(wen)度(du)、共(gong)(gong)滲介(jie)質及鋼的化學成(cheng)分。
氣體碳氮共滲的主要特點是：
1. 氣體碳(tan)氮共(gong)滲(shen)的(de)力(li)學(xue)性(xing)能兼顧(gu)滲(shen)碳(tan)層(ceng)(ceng)和(he)滲(shen)氮層(ceng)(ceng)的(de)優點(dian)。與滲(shen)碳(tan)層(ceng)(ceng)相比，表面硬度(du)更(geng)高、耐(nai)磨性(xing)好，同時還(huan)具有一定(ding)的(de)耐(nai)蝕性(xing)，以及由于共(gong)滲(shen)層(ceng)(ceng)存(cun)在殘留壓應力(li)而提高了(le)鋼的(de)疲勞極限；與滲(shen)氮層(ceng)(ceng)相比，共(gong)滲(shen)層(ceng)(ceng)深度(du)深，表面脆性(xing)小。
2. 由于氮的(de)(de)滲入提高了(le)(le)滲層的(de)(de)淬(cui)透性，共滲后可用(yong)較滲碳溫度低及較緩的(de)(de)冷卻介(jie)質淬(cui)火，減(jian)少了(le)(le)零(ling)件(jian)的(de)(de)變形(xing)，而(er)且奧氏(shi)體(ti)晶粒比(bi)滲碳細，提高了(le)(le)零(ling)件(jian)的(de)(de)心部韌(ren)性。
氣(qi)體碳氮共滲速度大于單獨滲碳和單獨滲氮的速度，縮短(duan)了生產周期。
滲碳和碳氮共滲對于一般的不(bu)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不銹鋼，方可進行滲碳和碳氮共滲熱處理。
二、低(di)溫氮碳共(gong)滲(shen)（軟(ruan)滲(shen)氮）
低溫氮(dan)(dan)碳共滲(shen)(shen)是在含有活性碳、氮(dan)(dan)原子的介質(zhi)中同時滲(shen)(shen)入(ru)氮(dan)(dan)和碳，并以(yi)滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)為主的熱處(chu)理工藝。
氮(dan)碳共滲不(bu)但賦于工件(jian)耐(nai)(nai)磨(mo)損、耐(nai)(nai)疲勞、抗咬合和擦(ca)傷的性能，以及(ji)處理溫(wen)度低、時(shi)間(jian)短(duan)、變形小的特點(dian)，而且不(bu)受鋼種限制，適于碳素鋼、合金鋼、不(bu)銹鋼鑄(zhu)鐵及(ji)粉末冶金等材(cai)料。已普遍在模具(ju)、量(liang)具(ju)、刃具(ju)以及(ji)耐(nai)(nai)磨(mo)零件(jian)中使用，并獲得(de)了良好的效果。在不(bu)銹鋼零件(jian)進(jin)行軟滲氮(dan)時(shi)，在溶劑中加入四(si)氯化碳，可加速(su)鈍化膜的破壞，縮短(duan)共滲時(shi)間(jian)。
氣體(ti)氮碳共滲(shen)的(de)工藝參數是其溫(wen)度、時間以及滲(shen)入介質的(de)活性和加入量，同樣是根據零件的(de)技(ji)術要求(qiu)來(lai)選擇。
軟(ruan)滲氮(dan)的溫(wen)度(du)(du)通常(chang)為530～580℃，在570℃左右(you)氮(dan)在α相中具(ju)有(you)最大溶解度(du)(du)。對于高鉻不銹鋼和高速(su)鋼而言，為保持工件的整體強(qiang)度(du)(du)和紅(hong)硬性，軟(ruan)滲氮(dan)溫(wen)度(du)(du)不能超過其回(hui)火(huo)溫(wen)度(du)(du)。
軟滲氮(dan)時間為1～6h。軟滲氮(dan)后的工(gong)件(jian)一(yi)般采用(yong)快冷（油(you)冷）。快冷不(bu)僅使(shi)滲氮(dan)件(jian)表(biao)面色澤(ze)好(hao)，而且能進一(yi)步(bu)提(ti)高零(ling)件(jian)的疲勞強度。對于(yu)變形要求(qiu)小的工(gong)件(jian)，軟滲氮(dan)后應當緩冷。目(mu)前，熱處理廠氣(qi)體(ti)軟滲氮(dan)的介質主(zhu)要是(shi)：50％氨氣(qi)＋50％+50%吸熱型(xing)氣(qi)體(ti)。
