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(suo)用介(jie)質的(de)物理狀(zhuang)況(kuang)不(bu)同(tong)，碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)可以(yi)分(fen)為(wei)(wei)氣體碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)、液體碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)和固體碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)三種。根(gen)據(ju)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)溫(wen)(wen)(wen)度(du)的(de)不(bu)同(tong)，又可分(fen)為(wei)(wei)低溫(wen)(wen)(wen)（500～600℃）、中(zhong)溫(wen)(wen)(wen)（750～850℃）和高溫(wen)(wen)(wen)（900～950℃）碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)三種。其(qi)(qi)中(zhong)，低溫(wen)(wen)(wen)碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)即目前廣泛應用的(de)軟(ruan)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)法，其(qi)(qi)表(biao)層(ceng)主(zhu)要(yao)以(yi)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)為(wei)(wei)主(zhu)，用以(yi)提(ti)(ti)高零(ling)件(jian)(jian)的(de)表(biao)面耐磨性和抗咬(yao)合性；中(zhong)溫(wen)(wen)(wen)碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)，其(qi)(qi)目的(de)與滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)相似，主(zhu)要(yao)是提(ti)(ti)高零(ling)件(jian)(jian)的(de)表(biao)面硬度(du)和耐磨性，與滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)零(ling)件(jian)(jian)相比，將(jiang)使零(ling)件(jian)(jian)具(ju)有(you)更好的(de)耐磨性和抗疲勞(lao)性能；高溫(wen)(wen)(wen)碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)，以(yi)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)為(wei)(wei)主(zhu)。我國的(de)熱處理廠家，以(yi)中(zhong)溫(wen)(wen)(wen)氣體碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)和低溫(wen)(wen)(wen)氮(dan)(dan)(dan)碳(tan)(tan)(tan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)應用較廣泛。
一、中(zhong)溫(wen)氣(qi)體碳氮共滲
氣體碳(tan)氮共(gong)滲的(de)介質實際上是滲碳(tan)和滲氮用的(de)混合氣體。目前，在(zai)熱(re)處(chu)理(li)生產中(zhong)常(chang)用的(de)方(fang)法是在(zai)井式氣體滲碳(tan)爐中(zhong)滴入煤(mei)(mei)油(you)，使其熱(re)分(fen)解(jie)出滲碳(tan)氣體，同時向爐中(zhong)通入滲氮所用的(de)氨氣。在(zai)共(gong)滲溫度下，煤(mei)(mei)氣與氨氣除了單獨進行滲碳(tan)和滲氮作(zuo)用外，它們之間(jian)還可以(yi)發生化學(xue)反(fan)應產生活性(xing)碳(tan)和氮原(yuan)子，從而促進了共(gong)滲處(chu)理(li)。其反(fan)應如下：
NH3+CO→HCN+H2O;
NH3+CH4→HCN+3H2;
2HCN→H2+2[C]+2[N]。
共滲(shen)介質中氨氣所占比(bi)例對共滲(shen)層(ceng)的(de)碳氮濃度、相(xiang)組成(cheng)以(yi)及(ji)滲(shen)層(ceng)深(shen)度均有影響。氨量增加，滲(shen)層(ceng)氮含量提高，碳含量降低(di)。因而(er)應(ying)根(gen)據零件鋼種、對滲(shen)層(ceng)組織和性能的(de)要(yao)求以(yi)及(ji)共滲(shen)溫度等來(lai)確定氨氣比(bi)例。
此(ci)外(wai)，有的工廠采用滲(shen)碳富化氣(qi)（甲烷、丙烷、城市煤氣(qi)等(deng)）加氨、三乙(yi)醇(chun)胺、丙酮加甲醇(chun)加尿素等(deng)作為共滲(shen)劑。
碳氮共(gong)(gong)滲(shen)溫度(du)隨(sui)鋼(gang)種而(er)異，一般在820～870℃內選擇(ze)。碳氮共(gong)(gong)滲(shen)時間取決于滲(shen)層深度(du)、共(gong)(gong)滲(shen)溫度(du)、共(gong)(gong)滲(shen)介質及鋼(gang)的(de)化學成(cheng)分(fen)。
氣體碳氮(dan)共滲的主要特點是：
1. 氣體(ti)碳(tan)氮共滲(shen)的(de)力(li)學性(xing)能(neng)兼顧(gu)滲(shen)碳(tan)層(ceng)(ceng)和(he)滲(shen)氮層(ceng)(ceng)的(de)優(you)點。與滲(shen)碳(tan)層(ceng)(ceng)相比(bi)，表(biao)面硬度(du)更高、耐磨性(xing)好，同時(shi)還具有一定的(de)耐蝕性(xing)，以及由于共滲(shen)層(ceng)(ceng)存在(zai)殘留(liu)壓應力(li)而提(ti)高了鋼的(de)疲勞(lao)極限；與滲(shen)氮層(ceng)(ceng)相比(bi)，共滲(shen)層(ceng)(ceng)深度(du)深，表(biao)面脆性(xing)小。
2. 由于氮的(de)滲入提(ti)高了滲層的(de)淬(cui)(cui)透性(xing)(xing)，共滲后(hou)可用較(jiao)滲碳溫(wen)度低及較(jiao)緩的(de)冷(leng)卻(que)介質淬(cui)(cui)火，減(jian)少(shao)了零(ling)件(jian)的(de)變形，而且奧氏體(ti)晶粒比(bi)滲碳細，提(ti)高了零(ling)件(jian)的(de)心部韌性(xing)(xing)。
氣體(ti)碳氮共滲(shen)(shen)速度大于(yu)單獨滲(shen)(shen)碳和單獨滲(shen)(shen)氮的速度，縮短了(le)生產周期(qi)。
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(dan)碳共滲（軟滲氮(dan)）
低溫(wen)氮(dan)碳共滲(shen)(shen)是(shi)在(zai)含有(you)活性(xing)碳、氮(dan)原(yuan)子的介質中同時滲(shen)(shen)入氮(dan)和碳，并(bing)以滲(shen)(shen)氮(dan)為主的熱處理工(gong)藝(yi)。
氮碳(tan)(tan)共滲不(bu)但賦于工件耐磨損、耐疲勞、抗咬合和擦傷的(de)(de)性能，以及處理溫(wen)度低、時間(jian)短(duan)、變形(xing)小(xiao)的(de)(de)特(te)點，而且不(bu)受鋼(gang)(gang)種限(xian)制，適于碳(tan)(tan)素鋼(gang)(gang)、合金(jin)鋼(gang)(gang)、不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)鑄鐵及粉末冶金(jin)等材料。已普遍在(zai)模具、量(liang)具、刃具以及耐磨零件中使用，并獲得了(le)良好的(de)(de)效果。在(zai)不(bu)銹(xiu)鋼(gang)(gang)零件進行(xing)軟(ruan)滲氮時，在(zai)溶劑中加入四氯化(hua)碳(tan)(tan)，可加速鈍化(hua)膜的(de)(de)破壞，縮短(duan)共滲時間(jian)。
氣體氮碳(tan)共滲的工(gong)藝參數(shu)是其溫度、時間以及滲入介(jie)質的活性和加(jia)入量，同樣是根據零件的技術要求來選擇(ze)。
軟滲氮的(de)溫度(du)通常為(wei)530～580℃，在(zai)570℃左右氮在(zai)α相(xiang)中具有最大溶解度(du)。對于高(gao)鉻不銹鋼(gang)和(he)高(gao)速鋼(gang)而言，為(wei)保持工(gong)件(jian)的(de)整體(ti)強度(du)和(he)紅硬性，軟滲氮溫度(du)不能(neng)超(chao)過其回火溫度(du)。
軟(ruan)滲(shen)氮(dan)(dan)時間(jian)為(wei)1～6h。軟(ruan)滲(shen)氮(dan)(dan)后(hou)的(de)工件(jian)一(yi)般(ban)采(cai)用(yong)快冷(leng)(leng)（油冷(leng)(leng)）。快冷(leng)(leng)不(bu)僅使滲(shen)氮(dan)(dan)件(jian)表面色澤好，而且(qie)能(neng)進一(yi)步提高零件(jian)的(de)疲勞強(qiang)度(du)。對于變形要求小的(de)工件(jian)，軟(ruan)滲(shen)氮(dan)(dan)后(hou)應(ying)當緩冷(leng)(leng)。目前，熱(re)處理廠氣體軟(ruan)滲(shen)氮(dan)(dan)的(de)介質主要是：50％氨氣＋50％+50%吸熱(re)型(xing)氣體。
