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。
根據(ju)所用(yong)介質的(de)(de)(de)物理狀(zhuang)況不(bu)同，碳(tan)(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)可(ke)以(yi)分為(wei)(wei)氣(qi)體(ti)(ti)碳(tan)(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)、液體(ti)(ti)碳(tan)(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)和(he)固體(ti)(ti)碳(tan)(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)三種。根據(ju)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)溫(wen)(wen)度的(de)(de)(de)不(bu)同，又(you)可(ke)分為(wei)(wei)低溫(wen)(wen)（500～600℃）、中(zhong)(zhong)(zhong)溫(wen)(wen)（750～850℃）和(he)高(gao)溫(wen)(wen)（900～950℃）碳(tan)(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)三種。其(qi)中(zhong)(zhong)(zhong)，低溫(wen)(wen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)即目前廣(guang)泛應用(yong)的(de)(de)(de)軟滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)法，其(qi)表(biao)層(ceng)主要以(yi)滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)為(wei)(wei)主，用(yong)以(yi)提(ti)高(gao)零(ling)(ling)件的(de)(de)(de)表(biao)面耐(nai)(nai)磨性(xing)(xing)和(he)抗咬合(he)性(xing)(xing)；中(zhong)(zhong)(zhong)溫(wen)(wen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)，其(qi)目的(de)(de)(de)與滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)相似(si)，主要是提(ti)高(gao)零(ling)(ling)件的(de)(de)(de)表(biao)面硬度和(he)耐(nai)(nai)磨性(xing)(xing)，與滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)零(ling)(ling)件相比，將使零(ling)(ling)件具有更好的(de)(de)(de)耐(nai)(nai)磨性(xing)(xing)和(he)抗疲勞性(xing)(xing)能；高(gao)溫(wen)(wen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)，以(yi)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)(tan)為(wei)(wei)主。我國的(de)(de)(de)熱處(chu)理廠家，以(yi)中(zhong)(zhong)(zhong)溫(wen)(wen)氣(qi)體(ti)(ti)碳(tan)(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)和(he)低溫(wen)(wen)氮(dan)(dan)(dan)碳(tan)(tan)(tan)(tan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)應用(yong)較(jiao)廣(guang)泛。
一、中溫氣體碳氮共滲
氣(qi)體(ti)(ti)(ti)碳氮共(gong)滲(shen)(shen)(shen)的(de)介質(zhi)實(shi)際上是(shi)滲(shen)(shen)(shen)碳和滲(shen)(shen)(shen)氮用(yong)(yong)的(de)混(hun)合氣(qi)體(ti)(ti)(ti)。目前(qian)，在(zai)熱處理(li)生產中(zhong)常用(yong)(yong)的(de)方法是(shi)在(zai)井式(shi)氣(qi)體(ti)(ti)(ti)滲(shen)(shen)(shen)碳爐中(zhong)滴入煤(mei)油，使(shi)其(qi)熱分解(jie)出滲(shen)(shen)(shen)碳氣(qi)體(ti)(ti)(ti)，同時向爐中(zhong)通入滲(shen)(shen)(shen)氮所用(yong)(yong)的(de)氨氣(qi)。在(zai)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)溫度下，煤(mei)氣(qi)與氨氣(qi)除了(le)單獨進行滲(shen)(shen)(shen)碳和滲(shen)(shen)(shen)氮作用(yong)(yong)外，它(ta)們(men)之(zhi)間還可以發生化學反(fan)應(ying)產生活(huo)性碳和氮原子，從而促(cu)進了(le)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)處理(li)。其(qi)反(fan)應(ying)如下：
NH3+CO→HCN+H2O;
NH3+CH4→HCN+3H2;
2HCN→H2+2[C]+2[N]。
共(gong)滲(shen)介質(zhi)中氨(an)氣所占比(bi)例(li)對共(gong)滲(shen)層的(de)碳(tan)氮濃度(du)、相組成以及滲(shen)層深度(du)均有影響。氨(an)量(liang)增加，滲(shen)層氮含(han)量(liang)提高，碳(tan)含(han)量(liang)降低。因而(er)應根據零(ling)件鋼種、對滲(shen)層組織和性能的(de)要求以及共(gong)滲(shen)溫度(du)等來(lai)確定氨(an)氣比(bi)例(li)。
此外，有的工(gong)廠采用滲碳富(fu)化氣(qi)（甲烷(wan)、丙烷(wan)、城市煤氣(qi)等）加氨、三(san)乙(yi)醇胺、丙酮加甲醇加尿素(su)等作為(wei)共(gong)滲劑。
碳(tan)氮(dan)共滲(shen)溫(wen)度(du)隨(sui)鋼種而異，一般在(zai)820～870℃內選擇。碳(tan)氮(dan)共滲(shen)時間取決于滲(shen)層深(shen)度(du)、共滲(shen)溫(wen)度(du)、共滲(shen)介質及鋼的化學成分(fen)。
氣體碳氮共(gong)滲的(de)主要特(te)點(dian)是：
1. 氣體碳(tan)氮(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)的(de)力學性(xing)能兼(jian)顧滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)層(ceng)(ceng)和滲(shen)(shen)(shen)(shen)氮(dan)層(ceng)(ceng)的(de)優點。與滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)層(ceng)(ceng)相比，表(biao)面硬度更高、耐磨性(xing)好，同(tong)時還具有一定(ding)的(de)耐蝕性(xing)，以及由于共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)層(ceng)(ceng)存(cun)在殘留壓應(ying)力而提高了(le)鋼的(de)疲(pi)勞極限；與滲(shen)(shen)(shen)(shen)氮(dan)層(ceng)(ceng)相比，共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)層(ceng)(ceng)深度深，表(biao)面脆性(xing)小。
2. 由于(yu)氮的滲入提高了滲層的淬(cui)透性(xing)，共滲后可用較(jiao)滲碳溫度低及(ji)較(jiao)緩(huan)的冷卻(que)介質淬(cui)火，減(jian)少了零件的變(bian)形，而且奧(ao)氏體晶粒比滲碳細，提高了零件的心部(bu)韌性(xing)。
氣體碳氮共滲速(su)度大于單獨滲碳和單獨滲氮的(de)速(su)度，縮短了生(sheng)產周期。
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(bu)銹鋼，方可進行滲碳和碳氮共滲熱處理。
二、低溫氮碳(tan)共滲(shen)（軟(ruan)滲(shen)氮）
低(di)溫氮(dan)(dan)碳(tan)共滲是在含有活性碳(tan)、氮(dan)(dan)原子的介質(zhi)中同時(shi)滲入氮(dan)(dan)和(he)碳(tan)，并以滲氮(dan)(dan)為(wei)主的熱處理工藝。
氮碳(tan)共(gong)滲不但賦于工件(jian)耐磨損、耐疲勞、抗咬合(he)(he)和擦傷的(de)性能，以及(ji)處理溫度低(di)、時(shi)(shi)間(jian)短(duan)、變形小的(de)特點(dian)，而且不受鋼種(zhong)限(xian)制(zhi)，適于碳(tan)素鋼、合(he)(he)金鋼、不銹(xiu)鋼鑄(zhu)鐵及(ji)粉(fen)末冶金等材料。已普(pu)遍在模具、量具、刃(ren)具以及(ji)耐磨零件(jian)中(zhong)使用(yong)，并獲(huo)得了良(liang)好的(de)效果。在不銹(xiu)鋼零件(jian)進行軟滲氮時(shi)(shi)，在溶(rong)劑中(zhong)加(jia)入四氯(lv)化碳(tan)，可加(jia)速鈍化膜的(de)破壞，縮短(duan)共(gong)滲時(shi)(shi)間(jian)。
氣體氮碳共滲的(de)工藝參數(shu)是其溫(wen)度、時(shi)間(jian)以(yi)及滲入介質(zhi)的(de)活(huo)性和加入量(liang)，同樣是根據零(ling)件的(de)技術要求來選擇。
軟(ruan)滲氮(dan)(dan)的溫度(du)(du)通常為530～580℃，在570℃左(zuo)右氮(dan)(dan)在α相中具有最大溶解(jie)度(du)(du)。對于高(gao)鉻(ge)不銹鋼和高(gao)速(su)鋼而(er)言，為保持工件的整體強度(du)(du)和紅硬性，軟(ruan)滲氮(dan)(dan)溫度(du)(du)不能超過其回(hui)火(huo)溫度(du)(du)。
軟滲氮(dan)(dan)時間為(wei)1～6h。軟滲氮(dan)(dan)后的(de)(de)工(gong)件一般采用快冷(leng)(leng)（油冷(leng)(leng)）。快冷(leng)(leng)不僅使(shi)滲氮(dan)(dan)件表(biao)面色澤好，而且能進一步(bu)提高(gao)零(ling)件的(de)(de)疲(pi)勞強度(du)。對于(yu)變形要(yao)求小的(de)(de)工(gong)件，軟滲氮(dan)(dan)后應當(dang)緩冷(leng)(leng)。目(mu)前，熱處理廠(chang)氣(qi)(qi)體軟滲氮(dan)(dan)的(de)(de)介質主要(yao)是：50％氨氣(qi)(qi)＋50％+50%吸熱型(xing)氣(qi)(qi)體。
