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。
根據所用介質的(de)(de)物理狀況不(bu)(bu)同(tong)，碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)可以(yi)(yi)(yi)分(fen)為(wei)(wei)氣(qi)體(ti)碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)、液體(ti)碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)和(he)固體(ti)碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)三種(zhong)。根據共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)溫(wen)度(du)的(de)(de)不(bu)(bu)同(tong)，又可分(fen)為(wei)(wei)低溫(wen)（500～600℃）、中(zhong)溫(wen)（750～850℃）和(he)高溫(wen)（900～950℃）碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)三種(zhong)。其中(zhong)，低溫(wen)碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)即目前(qian)廣泛應(ying)用的(de)(de)軟(ruan)滲(shen)(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)法，其表層主(zhu)(zhu)要(yao)以(yi)(yi)(yi)滲(shen)(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)為(wei)(wei)主(zhu)(zhu)，用以(yi)(yi)(yi)提(ti)高零(ling)(ling)件(jian)的(de)(de)表面耐(nai)磨性(xing)和(he)抗咬合性(xing)；中(zhong)溫(wen)碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)，其目的(de)(de)與(yu)(yu)滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)相(xiang)似，主(zhu)(zhu)要(yao)是提(ti)高零(ling)(ling)件(jian)的(de)(de)表面硬度(du)和(he)耐(nai)磨性(xing)，與(yu)(yu)滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)零(ling)(ling)件(jian)相(xiang)比，將使零(ling)(ling)件(jian)具(ju)有更好的(de)(de)耐(nai)磨性(xing)和(he)抗疲(pi)勞性(xing)能；高溫(wen)碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)，以(yi)(yi)(yi)滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)為(wei)(wei)主(zhu)(zhu)。我(wo)國(guo)的(de)(de)熱(re)處理廠家，以(yi)(yi)(yi)中(zhong)溫(wen)氣(qi)體(ti)碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)和(he)低溫(wen)氮(dan)(dan)碳(tan)(tan)(tan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)應(ying)用較廣泛。
一、中溫氣體碳(tan)氮共滲
氣(qi)(qi)體(ti)碳氮(dan)(dan)共滲(shen)(shen)(shen)的(de)介質(zhi)實際上(shang)是滲(shen)(shen)(shen)碳和(he)(he)滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)用(yong)的(de)混合(he)氣(qi)(qi)體(ti)。目(mu)前，在熱(re)處理(li)生產(chan)中常用(yong)的(de)方法是在井(jing)式(shi)氣(qi)(qi)體(ti)滲(shen)(shen)(shen)碳爐中滴入(ru)煤(mei)油(you)，使其熱(re)分解(jie)出滲(shen)(shen)(shen)碳氣(qi)(qi)體(ti)，同時(shi)向(xiang)爐中通入(ru)滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)所(suo)用(yong)的(de)氨氣(qi)(qi)。在共滲(shen)(shen)(shen)溫度下，煤(mei)氣(qi)(qi)與氨氣(qi)(qi)除了單獨進行滲(shen)(shen)(shen)碳和(he)(he)滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)作用(yong)外，它們之間還可以發(fa)生化學反(fan)應(ying)產(chan)生活性(xing)碳和(he)(he)氮(dan)(dan)原子，從而促(cu)進了共滲(shen)(shen)(shen)處理(li)。其反(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)(an)氣所占比(bi)例(li)對(dui)共(gong)滲(shen)層的碳氮濃度、相組成以及(ji)滲(shen)層深(shen)度均有影響。氨(an)(an)量(liang)增加，滲(shen)層氮含量(liang)提高(gao)，碳含量(liang)降低。因而應根據零(ling)件鋼種、對(dui)滲(shen)層組織和性能的要求(qiu)以及(ji)共(gong)滲(shen)溫度等來確定氨(an)(an)氣比(bi)例(li)。
此外，有的工廠(chang)采用滲碳富化氣(qi)（甲烷、丙烷、城(cheng)市煤氣(qi)等）加(jia)(jia)氨、三乙醇(chun)胺、丙酮加(jia)(jia)甲醇(chun)加(jia)(jia)尿素等作為共滲劑。
碳(tan)氮共滲(shen)(shen)溫度隨鋼種而異，一般在820～870℃內選擇。碳(tan)氮共滲(shen)(shen)時間取決于滲(shen)(shen)層深(shen)度、共滲(shen)(shen)溫度、共滲(shen)(shen)介質及(ji)鋼的化學(xue)成(cheng)分。
氣體碳氮共滲的主(zhu)要特點是：
1. 氣體碳(tan)氮共滲(shen)的(de)力學(xue)性能兼顧滲(shen)碳(tan)層(ceng)(ceng)和滲(shen)氮層(ceng)(ceng)的(de)優點。與(yu)(yu)滲(shen)碳(tan)層(ceng)(ceng)相比，表面(mian)硬(ying)度更高、耐磨性好，同時還具有一定的(de)耐蝕性，以及由于共滲(shen)層(ceng)(ceng)存在殘留壓應力而提高了鋼的(de)疲(pi)勞極(ji)限；與(yu)(yu)滲(shen)氮層(ceng)(ceng)相比，共滲(shen)層(ceng)(ceng)深度深，表面(mian)脆性小。
2. 由于氮的(de)滲(shen)入提(ti)高(gao)(gao)了(le)滲(shen)層的(de)淬透(tou)性，共滲(shen)后可(ke)用較滲(shen)碳(tan)溫(wen)度低及較緩的(de)冷卻介質淬火(huo)，減(jian)少了(le)零件的(de)變形，而且奧氏體晶粒(li)比滲(shen)碳(tan)細，提(ti)高(gao)(gao)了(le)零件的(de)心部韌性。
氣體碳氮(dan)共滲速(su)(su)度大于單獨滲碳和(he)單獨滲氮(dan)的速(su)(su)度，縮短(duan)了生產周期。
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(er)、低(di)溫(wen)氮碳共滲（軟滲氮）
低溫氮(dan)碳(tan)共滲(shen)是在含有活性碳(tan)、氮(dan)原(yuan)子的介質中同時滲(shen)入氮(dan)和(he)碳(tan)，并以滲(shen)氮(dan)為(wei)主的熱處理(li)工藝。
氮碳(tan)共(gong)滲不但賦于工件(jian)耐磨損、耐疲勞、抗咬合和(he)擦傷的性能，以及處(chu)理(li)溫度低、時(shi)間短、變形(xing)小的特點，而(er)且不受鋼種限制，適于碳(tan)素鋼、合金鋼、不銹(xiu)鋼鑄鐵及粉末冶(ye)金等材料。已普遍在模具、量具、刃具以及耐磨零件(jian)中使用，并獲得(de)了(le)良(liang)好的效果。在不銹(xiu)鋼零件(jian)進行軟(ruan)滲氮時(shi)，在溶劑中加入四氯化碳(tan)，可加速鈍(dun)化膜的破壞(huai)，縮短共(gong)滲時(shi)間。
氣體氮碳共滲(shen)的工藝(yi)參數是其溫(wen)度、時間(jian)以及(ji)滲(shen)入介質的活性(xing)和(he)加(jia)入量，同樣是根(gen)據(ju)零件的技術要求來選擇。
軟滲氮的溫度通常為530～580℃，在570℃左右氮在α相中具有最大(da)溶解度。對于(yu)高鉻(ge)不銹鋼(gang)和高速鋼(gang)而(er)言，為保持工件的整體(ti)強度和紅硬(ying)性，軟滲氮溫度不能超過其回火(huo)溫度。
軟(ruan)滲(shen)(shen)氮(dan)時間(jian)為(wei)1～6h。軟(ruan)滲(shen)(shen)氮(dan)后的(de)(de)工件(jian)一般(ban)采用快冷（油冷）。快冷不僅使(shi)滲(shen)(shen)氮(dan)件(jian)表面色澤好，而且能進一步(bu)提高零件(jian)的(de)(de)疲(pi)勞強度。對于變(bian)形要(yao)求小的(de)(de)工件(jian)，軟(ruan)滲(shen)(shen)氮(dan)后應當緩(huan)冷。目前，熱處理廠(chang)氣體軟(ruan)滲(shen)(shen)氮(dan)的(de)(de)介(jie)質主(zhu)要(yao)是：50％氨氣＋50％+50%吸熱型氣體。
