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(li)狀況不同，碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)可以(yi)分(fen)為(wei)氣體碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(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)(shen)和(he)(he)固體碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)三種。根據共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)溫度的(de)(de)不同，又可分(fen)為(wei)低(di)溫（500～600℃）、中(zhong)溫（750～850℃）和(he)(he)高(gao)(gao)溫（900～950℃）碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)三種。其中(zhong)，低(di)溫碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)即(ji)目前廣泛(fan)(fan)應用的(de)(de)軟滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)法，其表層主要以(yi)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)為(wei)主，用以(yi)提高(gao)(gao)零(ling)件(jian)的(de)(de)表面耐(nai)磨性和(he)(he)抗咬合性；中(zhong)溫碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)，其目的(de)(de)與滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)相似，主要是提高(gao)(gao)零(ling)件(jian)的(de)(de)表面硬(ying)度和(he)(he)耐(nai)磨性，與滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)零(ling)件(jian)相比，將使零(ling)件(jian)具有(you)更好的(de)(de)耐(nai)磨性和(he)(he)抗疲勞(lao)性能；高(gao)(gao)溫碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)，以(yi)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)(tan)(tan)為(wei)主。我國的(de)(de)熱處(chu)理(li)廠家(jia)，以(yi)中(zhong)溫氣體碳(tan)(tan)(tan)氮(dan)(dan)(dan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)和(he)(he)低(di)溫氮(dan)(dan)(dan)碳(tan)(tan)(tan)共(gong)(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)應用較(jiao)廣泛(fan)(fan)。
一、中溫氣體碳氮共滲
氣(qi)體(ti)(ti)碳(tan)氮(dan)(dan)(dan)共滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)的(de)介質實際上是(shi)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)和滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)用(yong)(yong)(yong)的(de)混合氣(qi)體(ti)(ti)。目前(qian)，在(zai)(zai)熱(re)處(chu)理生產中(zhong)(zhong)常用(yong)(yong)(yong)的(de)方法是(shi)在(zai)(zai)井式氣(qi)體(ti)(ti)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)爐(lu)中(zhong)(zhong)滴(di)入煤(mei)油，使其(qi)熱(re)分(fen)解(jie)出滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)氣(qi)體(ti)(ti)，同(tong)時向爐(lu)中(zhong)(zhong)通入滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)所用(yong)(yong)(yong)的(de)氨(an)氣(qi)。在(zai)(zai)共滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)溫(wen)度下，煤(mei)氣(qi)與氨(an)氣(qi)除了(le)單獨(du)進(jin)行滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)和滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)作用(yong)(yong)(yong)外，它們之間(jian)還可以發生化(hua)學反應產生活性碳(tan)和氮(dan)(dan)(dan)原子，從而促進(jin)了(le)共滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)處(chu)理。其(qi)反應如(ru)下：
NH3+CO→HCN+H2O;
NH3+CH4→HCN+3H2;
2HCN→H2+2[C]+2[N]。
共(gong)(gong)滲介質(zhi)中氨(an)氣(qi)所占比(bi)例對共(gong)(gong)滲層的碳氮(dan)濃度(du)、相組成以及(ji)滲層深度(du)均有影響。氨(an)量(liang)增加(jia)，滲層氮(dan)含(han)量(liang)提高，碳含(han)量(liang)降(jiang)低。因而應根(gen)據零件鋼種、對滲層組織(zhi)和性能(neng)的要求(qiu)以及(ji)共(gong)(gong)滲溫度(du)等來確定氨(an)氣(qi)比(bi)例。
此外，有的工廠采用滲碳富(fu)化氣（甲烷(wan)、丙烷(wan)、城(cheng)市煤(mei)氣等）加氨、三乙(yi)醇(chun)胺、丙酮加甲醇(chun)加尿素等作為(wei)共滲劑。
碳氮共(gong)滲(shen)溫度隨鋼種而(er)異，一(yi)般在820～870℃內(nei)選擇。碳氮共(gong)滲(shen)時(shi)間取(qu)決于滲(shen)層深度、共(gong)滲(shen)溫度、共(gong)滲(shen)介質及鋼的化(hua)學成分。
氣體碳氮共滲的主要特(te)點是：
1. 氣體碳氮共滲(shen)的力(li)學性(xing)能兼顧滲(shen)碳層(ceng)(ceng)(ceng)和滲(shen)氮層(ceng)(ceng)(ceng)的優點(dian)。與滲(shen)碳層(ceng)(ceng)(ceng)相比，表面硬(ying)度更高、耐磨性(xing)好，同時還具有一定的耐蝕(shi)性(xing)，以及由于共滲(shen)層(ceng)(ceng)(ceng)存在殘留(liu)壓應力(li)而提高了鋼的疲(pi)勞極限；與滲(shen)氮層(ceng)(ceng)(ceng)相比，共滲(shen)層(ceng)(ceng)(ceng)深度深，表面脆性(xing)小(xiao)。
2. 由于(yu)氮(dan)的滲(shen)(shen)入提高了滲(shen)(shen)層的淬透性，共(gong)滲(shen)(shen)后可用較(jiao)滲(shen)(shen)碳(tan)溫度(du)低及較(jiao)緩的冷卻介質(zhi)淬火，減少了零件(jian)的變(bian)形，而且(qie)奧氏體(ti)晶粒比滲(shen)(shen)碳(tan)細(xi)，提高了零件(jian)的心部(bu)韌性。
氣體碳(tan)氮(dan)共(gong)滲(shen)速度大于單獨滲(shen)碳(tan)和單獨滲(shen)氮(dan)的速度，縮(suo)短了(le)生產周(zhou)期。
滲碳和碳氮共滲對于一般的不(bu)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(ti)不銹(xiu)鋼，方可進行滲碳和碳氮共滲熱處理。
二(er)、低溫氮(dan)碳(tan)共滲(shen)（軟滲(shen)氮(dan)）
低溫氮(dan)(dan)碳共滲是在(zai)含有活性碳、氮(dan)(dan)原(yuan)子的(de)介質中同(tong)時(shi)滲入氮(dan)(dan)和碳，并以滲氮(dan)(dan)為(wei)主的(de)熱處理工藝。
氮(dan)(dan)碳(tan)共(gong)滲(shen)不(bu)但(dan)賦于工(gong)件(jian)(jian)耐磨(mo)(mo)損(sun)、耐疲勞(lao)、抗咬合(he)和擦傷的性能，以及處(chu)理溫度低、時(shi)(shi)間短、變(bian)形(xing)小的特(te)點，而且不(bu)受鋼(gang)種限制，適(shi)于碳(tan)素(su)鋼(gang)、合(he)金鋼(gang)、不(bu)銹鋼(gang)鑄鐵及粉末冶金等(deng)材料。已(yi)普遍在模具、量具、刃(ren)具以及耐磨(mo)(mo)零(ling)件(jian)(jian)中使用，并(bing)獲得了良好的效果。在不(bu)銹鋼(gang)零(ling)件(jian)(jian)進行軟滲(shen)氮(dan)(dan)時(shi)(shi)，在溶(rong)劑中加入四氯(lv)化(hua)碳(tan)，可加速(su)鈍化(hua)膜的破壞，縮短共(gong)滲(shen)時(shi)(shi)間。
氣(qi)體氮(dan)碳共滲的(de)(de)工(gong)藝參數是其(qi)溫度、時間以(yi)及滲入介質的(de)(de)活性和加入量，同樣(yang)是根據零(ling)件(jian)的(de)(de)技術要求(qiu)來選擇。
軟(ruan)滲氮(dan)(dan)的(de)溫度通常為530～580℃，在570℃左(zuo)右(you)氮(dan)(dan)在α相中具有最(zui)大溶解度。對(dui)于高(gao)鉻不銹鋼和(he)高(gao)速(su)鋼而言(yan)，為保持工件(jian)的(de)整體強度和(he)紅硬(ying)性，軟(ruan)滲氮(dan)(dan)溫度不能超過其回(hui)火溫度。
軟(ruan)滲(shen)氮(dan)(dan)時間為1～6h。軟(ruan)滲(shen)氮(dan)(dan)后(hou)的工件(jian)(jian)一般采用(yong)快(kuai)冷(leng)（油冷(leng)）。快(kuai)冷(leng)不僅使滲(shen)氮(dan)(dan)件(jian)(jian)表(biao)面色(se)澤(ze)好(hao)，而且能進一步提高零(ling)件(jian)(jian)的疲(pi)勞強度(du)。對于變形要求小(xiao)的工件(jian)(jian)，軟(ruan)滲(shen)氮(dan)(dan)后(hou)應當緩冷(leng)。目(mu)前，熱(re)處理廠氣體軟(ruan)滲(shen)氮(dan)(dan)的介質主要是：50％氨氣＋50％+50%吸熱(re)型(xing)氣體。
