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(suo)用(yong)介質的(de)(de)(de)物理(li)狀況不(bu)(bu)同，碳(tan)氮(dan)共(gong)(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)可以(yi)分(fen)(fen)為(wei)氣體碳(tan)氮(dan)共(gong)(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)、液(ye)體碳(tan)氮(dan)共(gong)(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)和(he)(he)固體碳(tan)氮(dan)共(gong)(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)三種。根據共(gong)(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)不(bu)(bu)同，又可分(fen)(fen)為(wei)低(di)溫(wen)（500～600℃）、中溫(wen)（750～850℃）和(he)(he)高溫(wen)（900～950℃）碳(tan)氮(dan)共(gong)(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)三種。其(qi)中，低(di)溫(wen)碳(tan)氮(dan)共(gong)(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)即(ji)目前廣(guang)泛(fan)應用(yong)的(de)(de)(de)軟滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)法，其(qi)表(biao)層主要以(yi)滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)為(wei)主，用(yong)以(yi)提高零件的(de)(de)(de)表(biao)面耐(nai)磨(mo)性(xing)(xing)和(he)(he)抗咬合(he)性(xing)(xing)；中溫(wen)碳(tan)氮(dan)共(gong)(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)，其(qi)目的(de)(de)(de)與(yu)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)相(xiang)似，主要是提高零件的(de)(de)(de)表(biao)面硬(ying)度(du)和(he)(he)耐(nai)磨(mo)性(xing)(xing)，與(yu)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)零件相(xiang)比，將使零件具有更(geng)好的(de)(de)(de)耐(nai)磨(mo)性(xing)(xing)和(he)(he)抗疲勞性(xing)(xing)能；高溫(wen)碳(tan)氮(dan)共(gong)(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)，以(yi)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)為(wei)主。我國的(de)(de)(de)熱處理(li)廠家(jia)，以(yi)中溫(wen)氣體碳(tan)氮(dan)共(gong)(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)和(he)(he)低(di)溫(wen)氮(dan)碳(tan)共(gong)(gong)(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)應用(yong)較(jiao)廣(guang)泛(fan)。
一(yi)、中溫氣體碳氮共滲
氣(qi)體碳(tan)(tan)氮共滲(shen)的介質實際上是滲(shen)碳(tan)(tan)和滲(shen)氮用(yong)的混(hun)合氣(qi)體。目前，在熱處理(li)生(sheng)產中(zhong)常用(yong)的方(fang)法(fa)是在井式氣(qi)體滲(shen)碳(tan)(tan)爐中(zhong)滴(di)入煤油，使(shi)其熱分解(jie)出滲(shen)碳(tan)(tan)氣(qi)體，同時向爐中(zhong)通入滲(shen)氮所用(yong)的氨氣(qi)。在共滲(shen)溫度下，煤氣(qi)與氨氣(qi)除了單獨進(jin)行滲(shen)碳(tan)(tan)和滲(shen)氮作用(yong)外(wai)，它們之間還可以發生(sheng)化學反應產生(sheng)活性(xing)碳(tan)(tan)和氮原子，從(cong)而(er)促進(jin)了共滲(shen)處理(li)。其反應如下：
NH3+CO→HCN+H2O;
NH3+CH4→HCN+3H2;
2HCN→H2+2[C]+2[N]。
共滲(shen)(shen)介質中(zhong)氨氣所(suo)占比例對(dui)共滲(shen)(shen)層的(de)碳氮(dan)濃度(du)、相組成以及滲(shen)(shen)層深度(du)均有影響。氨量(liang)增加，滲(shen)(shen)層氮(dan)含(han)量(liang)提高(gao)，碳含(han)量(liang)降(jiang)低。因(yin)而(er)應(ying)根據零件(jian)鋼種、對(dui)滲(shen)(shen)層組織(zhi)和性能的(de)要求(qiu)以及共滲(shen)(shen)溫度(du)等來確定氨氣比例。
此(ci)外，有(you)的(de)工廠(chang)采用滲碳富化氣（甲烷、丙(bing)烷、城市煤(mei)氣等）加(jia)氨、三乙醇胺、丙(bing)酮加(jia)甲醇加(jia)尿素(su)等作為共滲劑。
碳(tan)氮(dan)共(gong)滲溫度隨鋼(gang)(gang)種而異，一(yi)般在820～870℃內選(xuan)擇(ze)。碳(tan)氮(dan)共(gong)滲時間取決于滲層深(shen)度、共(gong)滲溫度、共(gong)滲介(jie)質(zhi)及鋼(gang)(gang)的化(hua)學成分。
氣體碳(tan)氮共滲(shen)的(de)主要特點(dian)是：
1. 氣(qi)體碳(tan)氮共(gong)滲(shen)(shen)的(de)力學性能兼(jian)顧滲(shen)(shen)碳(tan)層和滲(shen)(shen)氮層的(de)優點。與滲(shen)(shen)碳(tan)層相(xiang)比，表面(mian)硬度更高、耐(nai)磨性好(hao)，同時(shi)還(huan)具(ju)有一(yi)定的(de)耐(nai)蝕(shi)性，以(yi)及(ji)由于共(gong)滲(shen)(shen)層存在殘留壓應力而提高了鋼的(de)疲勞極(ji)限(xian)；與滲(shen)(shen)氮層相(xiang)比，共(gong)滲(shen)(shen)層深(shen)度深(shen)，表面(mian)脆性小(xiao)。
2. 由于(yu)氮的(de)滲(shen)入提(ti)高了(le)滲(shen)層的(de)淬(cui)(cui)透性(xing)，共滲(shen)后可用較(jiao)滲(shen)碳溫度低及較(jiao)緩的(de)冷(leng)卻(que)介質(zhi)淬(cui)(cui)火，減少了(le)零件的(de)變形，而且(qie)奧氏體晶(jing)粒(li)比滲(shen)碳細，提(ti)高了(le)零件的(de)心部(bu)韌性(xing)。
氣體碳氮(dan)(dan)共滲(shen)速度大于單獨(du)滲(shen)碳和單獨(du)滲(shen)氮(dan)(dan)的速度，縮短(duan)了生產周(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)溫氮碳共滲(shen)（軟滲(shen)氮）
低溫氮(dan)(dan)碳(tan)共滲(shen)是(shi)在含有活性(xing)碳(tan)、氮(dan)(dan)原子的(de)介質中同時滲(shen)入氮(dan)(dan)和(he)碳(tan)，并(bing)以滲(shen)氮(dan)(dan)為主(zhu)的(de)熱處理工藝。
氮(dan)碳(tan)共滲(shen)不但(dan)賦于(yu)工件(jian)耐磨損、耐疲勞、抗咬合(he)和(he)擦傷的(de)性(xing)能，以及處(chu)理(li)溫(wen)度(du)低、時間短(duan)、變形(xing)小的(de)特點，而且(qie)不受鋼種限制，適于(yu)碳(tan)素鋼、合(he)金(jin)鋼、不銹鋼鑄(zhu)鐵及粉末冶金(jin)等材料。已普(pu)遍在模具、量具、刃具以及耐磨零(ling)件(jian)中使(shi)用，并獲得了良好的(de)效果。在不銹鋼零(ling)件(jian)進行軟滲(shen)氮(dan)時，在溶劑中加(jia)入四氯化碳(tan)，可加(jia)速鈍化膜(mo)的(de)破(po)壞，縮短(duan)共滲(shen)時間。
氣體氮碳共滲的(de)工(gong)藝參數是其溫度(du)、時(shi)間(jian)以及(ji)滲入(ru)介質的(de)活性和加入(ru)量，同(tong)樣是根據零件的(de)技術要(yao)求(qiu)來選擇。
軟滲(shen)氮(dan)(dan)的溫度(du)(du)通常(chang)為(wei)(wei)530～580℃，在(zai)570℃左右氮(dan)(dan)在(zai)α相(xiang)中具有最(zui)大(da)溶解(jie)度(du)(du)。對于高鉻不銹(xiu)鋼(gang)和(he)高速鋼(gang)而言，為(wei)(wei)保持工件的整(zheng)體(ti)強度(du)(du)和(he)紅硬性，軟滲(shen)氮(dan)(dan)溫度(du)(du)不能超過其(qi)回火溫度(du)(du)。
軟(ruan)滲(shen)氮時(shi)間為1～6h。軟(ruan)滲(shen)氮后的工件(jian)(jian)一(yi)般采(cai)用快(kuai)冷(leng)（油冷(leng)）。快(kuai)冷(leng)不僅使滲(shen)氮件(jian)(jian)表面色澤好，而且能進(jin)一(yi)步提高(gao)零件(jian)(jian)的疲勞強度(du)。對于變形(xing)要求(qiu)小(xiao)的工件(jian)(jian)，軟(ruan)滲(shen)氮后應(ying)當(dang)緩冷(leng)。目前，熱(re)處理廠氣(qi)體軟(ruan)滲(shen)氮的介質主要是：50％氨氣(qi)＋50％+50%吸熱(re)型氣(qi)體。
