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。
根據所用(yong)介質的(de)(de)物理(li)狀況不同(tong)，碳(tan)(tan)氮共(gong)(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)可以(yi)分(fen)為(wei)氣體碳(tan)(tan)氮共(gong)(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)、液體碳(tan)(tan)氮共(gong)(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)和(he)固體碳(tan)(tan)氮共(gong)(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)三種。根據共(gong)(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)不同(tong)，又(you)可分(fen)為(wei)低(di)溫(wen)(wen)（500～600℃）、中(zhong)溫(wen)(wen)（750～850℃）和(he)高溫(wen)(wen)（900～950℃）碳(tan)(tan)氮共(gong)(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)三種。其(qi)中(zhong)，低(di)溫(wen)(wen)碳(tan)(tan)氮共(gong)(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)即(ji)目前廣(guang)泛應用(yong)的(de)(de)軟(ruan)滲(shen)(shen)(shen)氮法(fa)，其(qi)表(biao)層主(zhu)(zhu)要以(yi)滲(shen)(shen)(shen)氮為(wei)主(zhu)(zhu)，用(yong)以(yi)提(ti)高零件的(de)(de)表(biao)面耐(nai)(nai)磨(mo)(mo)性(xing)(xing)和(he)抗咬合性(xing)(xing)；中(zhong)溫(wen)(wen)碳(tan)(tan)氮共(gong)(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)，其(qi)目的(de)(de)與滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)相似，主(zhu)(zhu)要是(shi)提(ti)高零件的(de)(de)表(biao)面硬(ying)度(du)和(he)耐(nai)(nai)磨(mo)(mo)性(xing)(xing)，與滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)零件相比，將使零件具(ju)有更(geng)好(hao)的(de)(de)耐(nai)(nai)磨(mo)(mo)性(xing)(xing)和(he)抗疲(pi)勞性(xing)(xing)能(neng)；高溫(wen)(wen)碳(tan)(tan)氮共(gong)(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)，以(yi)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)為(wei)主(zhu)(zhu)。我國的(de)(de)熱處理(li)廠家，以(yi)中(zhong)溫(wen)(wen)氣體碳(tan)(tan)氮共(gong)(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)和(he)低(di)溫(wen)(wen)氮碳(tan)(tan)共(gong)(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)應用(yong)較廣(guang)泛。
一(yi)、中溫氣體碳(tan)氮(dan)共滲
氣(qi)體(ti)碳(tan)氮共滲(shen)的介質實際上是滲(shen)碳(tan)和滲(shen)氮用的混(hun)合氣(qi)體(ti)。目前(qian)，在熱處理(li)生產中(zhong)(zhong)常用的方法是在井式氣(qi)體(ti)滲(shen)碳(tan)爐(lu)中(zhong)(zhong)滴入煤油，使其(qi)熱分解(jie)出滲(shen)碳(tan)氣(qi)體(ti)，同(tong)時向爐(lu)中(zhong)(zhong)通入滲(shen)氮所(suo)用的氨氣(qi)。在共滲(shen)溫度下(xia)，煤氣(qi)與氨氣(qi)除(chu)了(le)(le)單獨進(jin)行滲(shen)碳(tan)和滲(shen)氮作用外，它們之間還可以發生化學反應產生活性碳(tan)和氮原子，從(cong)而促(cu)進(jin)了(le)(le)共滲(shen)處理(li)。其(qi)反應如下(xia)：
NH3+CO→HCN+H2O;
NH3+CH4→HCN+3H2;
2HCN→H2+2[C]+2[N]。
共(gong)滲(shen)介質中(zhong)氨氣所(suo)占(zhan)比例對共(gong)滲(shen)層的碳(tan)氮濃度(du)、相組(zu)成以(yi)及(ji)(ji)滲(shen)層深度(du)均有影響。氨量(liang)(liang)增(zeng)加，滲(shen)層氮含量(liang)(liang)提高，碳(tan)含量(liang)(liang)降(jiang)低(di)。因而應根據(ju)零件鋼種(zhong)、對滲(shen)層組(zu)織和性能的要求以(yi)及(ji)(ji)共(gong)滲(shen)溫度(du)等來確定氨氣比例。
此外，有(you)的工廠采用滲碳富(fu)化氣（甲(jia)烷、丙烷、城市(shi)煤氣等）加氨(an)、三乙醇(chun)胺、丙酮加甲(jia)醇(chun)加尿素(su)等作(zuo)為共(gong)滲劑。
碳氮(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)溫(wen)度(du)(du)隨鋼種而異，一(yi)般在820～870℃內(nei)選(xuan)擇。碳氮(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)時間(jian)取決于滲(shen)層深度(du)(du)、共(gong)(gong)滲(shen)溫(wen)度(du)(du)、共(gong)(gong)滲(shen)介質(zhi)及(ji)鋼的(de)化學成(cheng)分(fen)。
氣體碳氮共(gong)滲(shen)的主(zhu)要(yao)特點是(shi)：
1. 氣體碳氮(dan)共(gong)(gong)滲(shen)的(de)力學性(xing)能(neng)兼(jian)顧滲(shen)碳層(ceng)和滲(shen)氮(dan)層(ceng)的(de)優點。與(yu)滲(shen)碳層(ceng)相(xiang)比，表(biao)面硬(ying)度(du)更高、耐磨性(xing)好，同時還具有一(yi)定的(de)耐蝕性(xing)，以及(ji)由于共(gong)(gong)滲(shen)層(ceng)存(cun)在殘留壓(ya)應(ying)力而(er)提(ti)高了鋼的(de)疲勞(lao)極(ji)限(xian)；與(yu)滲(shen)氮(dan)層(ceng)相(xiang)比，共(gong)(gong)滲(shen)層(ceng)深度(du)深，表(biao)面脆性(xing)小(xiao)。
2. 由于氮(dan)的(de)(de)滲(shen)入提高(gao)了(le)(le)(le)滲(shen)層(ceng)的(de)(de)淬透性，共滲(shen)后(hou)可用較(jiao)(jiao)滲(shen)碳(tan)溫度低及(ji)較(jiao)(jiao)緩的(de)(de)冷卻(que)介質淬火(huo)，減(jian)少(shao)了(le)(le)(le)零(ling)(ling)件的(de)(de)變(bian)形，而且奧氏體(ti)晶粒比滲(shen)碳(tan)細(xi)，提高(gao)了(le)(le)(le)零(ling)(ling)件的(de)(de)心(xin)部韌性。
氣(qi)體碳氮共(gong)滲速度大于(yu)單(dan)獨(du)滲碳和(he)單(dan)獨(du)滲氮的速度，縮短了生(sheng)產周(zhou)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(ma)氏體不銹鋼，方可進行滲碳和碳氮共滲熱處理。
二(er)、低溫氮碳(tan)共滲(shen)（軟滲(shen)氮）
低溫氮碳(tan)(tan)共(gong)滲(shen)是在含(han)有活性(xing)碳(tan)(tan)、氮原子的介(jie)質(zhi)中同(tong)時滲(shen)入氮和碳(tan)(tan)，并以滲(shen)氮為(wei)主(zhu)的熱(re)處理(li)工藝。
氮碳共滲不(bu)但(dan)賦于工(gong)件(jian)耐磨(mo)損(sun)、耐疲勞(lao)、抗咬合和擦傷(shang)的(de)性(xing)能(neng)，以及處(chu)理溫度低、時間短(duan)、變形小的(de)特點，而且(qie)不(bu)受(shou)鋼種限制，適于碳素鋼、合金鋼、不(bu)銹鋼鑄鐵及粉末冶金等材料。已普遍在模具(ju)、量具(ju)、刃(ren)具(ju)以及耐磨(mo)零件(jian)中使用，并獲得了良好的(de)效果。在不(bu)銹鋼零件(jian)進行(xing)軟滲氮時，在溶劑(ji)中加入(ru)四氯化(hua)碳，可加速鈍化(hua)膜的(de)破壞，縮短(duan)共滲時間。
氣體氮碳共滲(shen)的(de)工藝參數是其溫度、時間(jian)以及滲(shen)入介質的(de)活性(xing)和加(jia)入量，同樣是根(gen)據(ju)零(ling)件的(de)技(ji)術要求來選擇。
軟滲氮(dan)的溫(wen)(wen)度(du)通常為530～580℃，在570℃左右氮(dan)在α相中具(ju)有最大溶解度(du)。對于高(gao)鉻不銹鋼(gang)和高(gao)速鋼(gang)而(er)言，為保(bao)持工件的整體強度(du)和紅硬性，軟滲氮(dan)溫(wen)(wen)度(du)不能超(chao)過其(qi)回火(huo)溫(wen)(wen)度(du)。
軟(ruan)(ruan)滲氮時(shi)間為1～6h。軟(ruan)(ruan)滲氮后的工件一(yi)般采用快冷(leng)（油冷(leng)）。快冷(leng)不僅使滲氮件表面(mian)色澤好(hao)，而且能(neng)進一(yi)步提高零件的疲勞強度(du)。對于變形(xing)要求小(xiao)的工件，軟(ruan)(ruan)滲氮后應當緩(huan)冷(leng)。目前，熱(re)處理廠氣體軟(ruan)(ruan)滲氮的介質主(zhu)要是：50％氨氣＋50％+50%吸熱(re)型(xing)氣體。
