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(yong)介質的(de)(de)物理狀(zhuang)況(kuang)不同，碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)可以分(fen)為(wei)氣(qi)體(ti)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)、液體(ti)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)和固體(ti)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)三種(zhong)。根(gen)據(ju)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)溫(wen)度的(de)(de)不同，又可分(fen)為(wei)低(di)溫(wen)（500～600℃）、中溫(wen)（750～850℃）和高(gao)溫(wen)（900～950℃）碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)三種(zhong)。其(qi)中，低(di)溫(wen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)即目前廣泛應用(yong)的(de)(de)軟滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)法，其(qi)表層(ceng)主要以滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)為(wei)主，用(yong)以提(ti)高(gao)零(ling)(ling)件(jian)的(de)(de)表面耐磨性(xing)和抗(kang)咬合性(xing)；中溫(wen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)，其(qi)目的(de)(de)與(yu)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)相(xiang)似，主要是提(ti)高(gao)零(ling)(ling)件(jian)的(de)(de)表面硬度和耐磨性(xing)，與(yu)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)零(ling)(ling)件(jian)相(xiang)比，將使零(ling)(ling)件(jian)具有(you)更(geng)好的(de)(de)耐磨性(xing)和抗(kang)疲勞性(xing)能；高(gao)溫(wen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)，以滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)為(wei)主。我國的(de)(de)熱處理廠家，以中溫(wen)氣(qi)體(ti)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)和低(di)溫(wen)氮(dan)(dan)(dan)碳(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)(tan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)應用(yong)較(jiao)廣泛。
一、中溫氣體(ti)碳氮共滲(shen)
氣(qi)體(ti)碳氮(dan)(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)的(de)介質實際上是(shi)滲(shen)(shen)(shen)碳和滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)用的(de)混合氣(qi)體(ti)。目前，在(zai)熱處理生產中常用的(de)方法是(shi)在(zai)井式氣(qi)體(ti)滲(shen)(shen)(shen)碳爐中滴(di)入煤油，使其熱分解出滲(shen)(shen)(shen)碳氣(qi)體(ti)，同時(shi)向爐中通入滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)所用的(de)氨氣(qi)。在(zai)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)溫度下，煤氣(qi)與氨氣(qi)除(chu)了(le)單獨(du)進行滲(shen)(shen)(shen)碳和滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)作用外，它們之間還可以發生化學反(fan)應產生活性碳和氮(dan)(dan)(dan)原(yuan)子，從而促進了(le)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)處理。其反(fan)應如下：
NH3+CO→HCN+H2O;
NH3+CH4→HCN+3H2;
2HCN→H2+2[C]+2[N]。
共滲(shen)(shen)介質中氨(an)(an)氣所占比(bi)例對(dui)共滲(shen)(shen)層的(de)碳氮濃度(du)、相(xiang)組(zu)成以及(ji)滲(shen)(shen)層深度(du)均(jun)有影(ying)響。氨(an)(an)量增加，滲(shen)(shen)層氮含(han)量提高(gao)，碳含(han)量降低。因而應根據零件鋼種、對(dui)滲(shen)(shen)層組(zu)織和性能的(de)要求(qiu)以及(ji)共滲(shen)(shen)溫(wen)度(du)等來確(que)定氨(an)(an)氣比(bi)例。
此外，有的(de)工廠采用滲碳富化氣（甲烷(wan)(wan)、丙(bing)烷(wan)(wan)、城市(shi)煤(mei)氣等(deng)）加氨、三乙醇胺、丙(bing)酮加甲醇加尿素(su)等(deng)作為共滲劑。
碳(tan)氮共(gong)(gong)滲溫(wen)度(du)隨(sui)鋼(gang)(gang)種(zhong)而(er)異，一般在820～870℃內選擇。碳(tan)氮共(gong)(gong)滲時(shi)間(jian)取決于滲層深(shen)度(du)、共(gong)(gong)滲溫(wen)度(du)、共(gong)(gong)滲介質及鋼(gang)(gang)的(de)化學成分。
氣體碳(tan)氮共滲(shen)的(de)主要(yao)特點(dian)是：
1. 氣體碳(tan)氮共(gong)滲(shen)的(de)力(li)學性(xing)能兼(jian)顧滲(shen)碳(tan)層(ceng)(ceng)(ceng)和滲(shen)氮層(ceng)(ceng)(ceng)的(de)優點。與滲(shen)碳(tan)層(ceng)(ceng)(ceng)相(xiang)(xiang)比，表面硬度更高、耐磨性(xing)好，同時(shi)還具有一定的(de)耐蝕性(xing)，以及由于(yu)共(gong)滲(shen)層(ceng)(ceng)(ceng)存(cun)在殘留壓應(ying)力(li)而提高了鋼的(de)疲勞極限；與滲(shen)氮層(ceng)(ceng)(ceng)相(xiang)(xiang)比，共(gong)滲(shen)層(ceng)(ceng)(ceng)深(shen)度深(shen)，表面脆性(xing)小。
2. 由(you)于氮的(de)滲入提(ti)高了滲層的(de)淬透性(xing)，共滲后可(ke)用(yong)較滲碳(tan)溫度低及較緩的(de)冷卻介質淬火，減(jian)少了零(ling)件(jian)的(de)變形，而且(qie)奧氏體晶(jing)粒比滲碳(tan)細，提(ti)高了零(ling)件(jian)的(de)心部韌性(xing)。
氣體碳氮(dan)共滲速度(du)大于(yu)單獨滲碳和單獨滲氮(dan)的速度(du)，縮短了生產周期(qi)。
滲碳和碳氮共滲對于一般的不(bu)銹鋼(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(ma)氏體不銹鋼，方可進行滲碳和碳氮共滲熱處理。
二(er)、低溫氮碳共滲（軟滲氮）
低溫氮碳(tan)共滲是在(zai)含有活性碳(tan)、氮原子的介(jie)質中同時滲入氮和碳(tan)，并以滲氮為主的熱處理工藝。
氮碳共滲不但賦于工件(jian)耐(nai)磨(mo)損、耐(nai)疲勞、抗咬合(he)和擦傷(shang)的(de)性能，以及(ji)處(chu)理溫度低(di)、時間短(duan)、變形小的(de)特點，而且(qie)不受鋼(gang)(gang)(gang)種限制，適于碳素鋼(gang)(gang)(gang)、合(he)金鋼(gang)(gang)(gang)、不銹鋼(gang)(gang)(gang)鑄鐵及(ji)粉末(mo)冶金等材(cai)料(liao)。已普遍在(zai)模(mo)具、量(liang)具、刃具以及(ji)耐(nai)磨(mo)零(ling)件(jian)中(zhong)使用，并獲(huo)得(de)了良好(hao)的(de)效果(guo)。在(zai)不銹鋼(gang)(gang)(gang)零(ling)件(jian)進行軟(ruan)滲氮時，在(zai)溶劑中(zhong)加入四氯化(hua)碳，可加速鈍化(hua)膜的(de)破壞(huai)，縮短(duan)共滲時間。
氣體(ti)氮碳共(gong)滲(shen)的(de)工藝參數是其溫度、時間以(yi)及滲(shen)入介(jie)質的(de)活性和(he)加入量，同樣是根據零件的(de)技術要求(qiu)來選擇。
軟滲氮的溫度(du)通常為530～580℃，在(zai)570℃左右氮在(zai)α相中具有最大溶解(jie)度(du)。對于(yu)高鉻不銹鋼(gang)和高速(su)鋼(gang)而言，為保(bao)持(chi)工(gong)件的整體強度(du)和紅硬性，軟滲氮溫度(du)不能超(chao)過其回火溫度(du)。
軟(ruan)滲(shen)氮(dan)時間(jian)為(wei)1～6h。軟(ruan)滲(shen)氮(dan)后的工(gong)件一(yi)般采用快冷（油冷）。快冷不僅使滲(shen)氮(dan)件表面色(se)澤好，而且能(neng)進一(yi)步提高零件的疲勞強度。對于變形(xing)要求小的工(gong)件，軟(ruan)滲(shen)氮(dan)后應當緩(huan)冷。目前，熱(re)處(chu)理廠氣體軟(ruan)滲(shen)氮(dan)的介質(zhi)主要是(shi)：50％氨氣＋50％+50%吸(xi)熱(re)型氣體。
