不銹鋼的碳氮共滲是指在零件表層同時滲入碳、氮的熱(re)處理工藝。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(gen)據(ju)所用介質(zhi)的(de)(de)(de)物理狀況不同，碳(tan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)可(ke)(ke)以(yi)(yi)分為氣(qi)體(ti)碳(tan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)、液體(ti)碳(tan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)和固體(ti)碳(tan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)三種(zhong)。根(gen)據(ju)共(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)不同，又可(ke)(ke)分為低(di)溫(wen)（500～600℃）、中溫(wen)（750～850℃）和高溫(wen)（900～950℃）碳(tan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)三種(zhong)。其(qi)中，低(di)溫(wen)碳(tan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)即(ji)目(mu)前廣(guang)泛應(ying)用的(de)(de)(de)軟滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)法，其(qi)表層(ceng)主要(yao)以(yi)(yi)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)為主，用以(yi)(yi)提高零件(jian)的(de)(de)(de)表面(mian)耐磨(mo)性和抗(kang)咬合性；中溫(wen)碳(tan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)，其(qi)目(mu)的(de)(de)(de)與滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)相似(si)，主要(yao)是提高零件(jian)的(de)(de)(de)表面(mian)硬度(du)和耐磨(mo)性，與滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)零件(jian)相比，將使零件(jian)具有更(geng)好的(de)(de)(de)耐磨(mo)性和抗(kang)疲(pi)勞性能(neng)；高溫(wen)碳(tan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)，以(yi)(yi)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)為主。我國(guo)的(de)(de)(de)熱處理廠家(jia)，以(yi)(yi)中溫(wen)氣(qi)體(ti)碳(tan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)和低(di)溫(wen)氮(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)(dan)碳(tan)共(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)應(ying)用較廣(guang)泛。
一、中溫(wen)氣體碳氮共滲
氣(qi)體(ti)(ti)碳氮共滲(shen)的(de)介質實際上是(shi)滲(shen)碳和滲(shen)氮用(yong)的(de)混合氣(qi)體(ti)(ti)。目前，在熱處理(li)生(sheng)產中常(chang)用(yong)的(de)方法(fa)是(shi)在井式(shi)氣(qi)體(ti)(ti)滲(shen)碳爐(lu)中滴入煤油，使其熱分解出滲(shen)碳氣(qi)體(ti)(ti)，同(tong)時向爐(lu)中通入滲(shen)氮所用(yong)的(de)氨氣(qi)。在共滲(shen)溫(wen)度下，煤氣(qi)與氨氣(qi)除(chu)了(le)單獨進行滲(shen)碳和滲(shen)氮作用(yong)外，它們之間還可(ke)以發(fa)生(sheng)化學(xue)反(fan)應產生(sheng)活性碳和氮原子，從(cong)而(er)促(cu)進了(le)共滲(shen)處理(li)。其反(fan)應如下：
NH3+CO→HCN+H2O;
NH3+CH4→HCN+3H2;
2HCN→H2+2[C]+2[N]。
共(gong)滲(shen)(shen)介質中氨氣所占比例對(dui)共(gong)滲(shen)(shen)層(ceng)的(de)碳(tan)氮濃度(du)、相組成以(yi)及(ji)滲(shen)(shen)層(ceng)深度(du)均有影(ying)響。氨量增加，滲(shen)(shen)層(ceng)氮含量提高，碳(tan)含量降低。因(yin)而應根據零(ling)件鋼種、對(dui)滲(shen)(shen)層(ceng)組織和(he)性能的(de)要求以(yi)及(ji)共(gong)滲(shen)(shen)溫度(du)等(deng)來確(que)定氨氣比例。
此外(wai)，有的工(gong)廠采(cai)用滲(shen)碳(tan)富化氣（甲烷、丙(bing)烷、城市煤(mei)氣等）加(jia)氨(an)、三乙醇胺、丙(bing)酮(tong)加(jia)甲醇加(jia)尿素(su)等作為(wei)共滲(shen)劑。
碳氮(dan)共(gong)(gong)滲(shen)溫度(du)(du)隨鋼(gang)種(zhong)而異，一(yi)般(ban)在(zai)820～870℃內(nei)選擇。碳氮(dan)共(gong)(gong)滲(shen)時間取決于(yu)滲(shen)層深度(du)(du)、共(gong)(gong)滲(shen)溫度(du)(du)、共(gong)(gong)滲(shen)介質及鋼(gang)的化學(xue)成(cheng)分。
氣體碳氮共(gong)滲(shen)的主要特點是：
1. 氣體碳氮(dan)共(gong)滲(shen)的力(li)學性能(neng)兼顧滲(shen)碳層和滲(shen)氮(dan)層的優(you)點。與滲(shen)碳層相(xiang)比(bi)，表面(mian)硬度更高(gao)、耐(nai)磨性好，同時(shi)還具(ju)有一定的耐(nai)蝕性，以(yi)及(ji)由于共(gong)滲(shen)層存(cun)在殘留(liu)壓應力(li)而提高(gao)了鋼的疲勞極限；與滲(shen)氮(dan)層相(xiang)比(bi)，共(gong)滲(shen)層深度深，表面(mian)脆(cui)性小。
2. 由于(yu)氮的滲(shen)入提(ti)高了滲(shen)層的淬(cui)透性，共滲(shen)后可用(yong)較(jiao)滲(shen)碳溫度低及較(jiao)緩的冷卻(que)介質(zhi)淬(cui)火，減少了零(ling)(ling)件(jian)的變形，而且奧(ao)氏體晶(jing)粒比滲(shen)碳細，提(ti)高了零(ling)(ling)件(jian)的心(xin)部韌(ren)性。
氣體碳氮共滲(shen)速度大于單(dan)獨(du)滲(shen)碳和(he)單(dan)獨(du)滲(shen)氮的(de)速度，縮短了(le)生(sheng)產周期。
滲碳和碳氮共滲對于一般的不銹(xiu)鋼(gang)（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(gang)，方可進行滲碳和碳氮共滲熱處理。
二、低溫氮碳共滲(shen)（軟滲(shen)氮）
低(di)溫氮碳共滲是在(zai)含有活性碳、氮原子的介(jie)質中同時滲入(ru)氮和碳，并以(yi)滲氮為主的熱處理(li)工藝(yi)。
氮碳共滲不(bu)(bu)但賦(fu)于工件(jian)耐磨損(sun)、耐疲(pi)勞(lao)、抗咬合和擦傷(shang)的性(xing)能，以及(ji)處(chu)理溫(wen)度低、時間短、變形小的特點，而且不(bu)(bu)受鋼(gang)種限制，適于碳素鋼(gang)、合金(jin)鋼(gang)、不(bu)(bu)銹鋼(gang)鑄鐵及(ji)粉末冶(ye)金(jin)等材料(liao)。已(yi)普遍在模具(ju)(ju)(ju)、量具(ju)(ju)(ju)、刃具(ju)(ju)(ju)以及(ji)耐磨零(ling)件(jian)中使用，并獲得(de)了良好的效果。在不(bu)(bu)銹鋼(gang)零(ling)件(jian)進行(xing)軟(ruan)滲氮時，在溶(rong)劑中加入四氯化碳，可加速鈍化膜的破壞，縮短共滲時間。
氣體氮(dan)碳共滲的(de)工藝參數是(shi)其(qi)溫度、時間以及滲入介質的(de)活性和(he)加入量，同樣是(shi)根據零件的(de)技術要求來選擇。
軟滲(shen)氮的溫度(du)(du)(du)通常(chang)為530～580℃，在570℃左右氮在α相(xiang)中具有(you)最(zui)大溶解(jie)度(du)(du)(du)。對(dui)于(yu)高鉻不(bu)銹鋼和(he)高速鋼而言，為保持工件的整體強度(du)(du)(du)和(he)紅硬(ying)性，軟滲(shen)氮溫度(du)(du)(du)不(bu)能超(chao)過其回火溫度(du)(du)(du)。
軟(ruan)滲氮(dan)時(shi)間為1～6h。軟(ruan)滲氮(dan)后(hou)的工件(jian)一般采用快冷（油冷）。快冷不僅使滲氮(dan)件(jian)表(biao)面色澤好(hao)，而(er)且能進(jin)一步提高(gao)零件(jian)的疲勞強度。對于變形要(yao)(yao)求小(xiao)的工件(jian)，軟(ruan)滲氮(dan)后(hou)應當(dang)緩冷。目前(qian)，熱處理廠氣(qi)(qi)體軟(ruan)滲氮(dan)的介質(zhi)主要(yao)(yao)是：50％氨氣(qi)(qi)＋50％+50%吸熱型氣(qi)(qi)體。
