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(yong)(yong)介質(zhi)的(de)物理狀況(kuang)不同，碳(tan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)可以(yi)分為氣體碳(tan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)、液體碳(tan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)和(he)固體碳(tan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)三種(zhong)。根據共(gong)滲(shen)(shen)(shen)溫(wen)(wen)(wen)度的(de)不同，又可分為低(di)溫(wen)(wen)(wen)（500～600℃）、中溫(wen)(wen)(wen)（750～850℃）和(he)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)（900～950℃）碳(tan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)三種(zhong)。其中，低(di)溫(wen)(wen)(wen)碳(tan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)即目(mu)前廣泛應用(yong)(yong)的(de)軟(ruan)滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)(dan)法，其表層主要(yao)以(yi)滲(shen)(shen)(shen)氮(dan)(dan)(dan)(dan)為主，用(yong)(yong)以(yi)提(ti)高(gao)零件的(de)表面(mian)耐磨(mo)(mo)性(xing)和(he)抗(kang)咬合性(xing)；中溫(wen)(wen)(wen)碳(tan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)，其目(mu)的(de)與滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)相(xiang)似，主要(yao)是提(ti)高(gao)零件的(de)表面(mian)硬(ying)度和(he)耐磨(mo)(mo)性(xing)，與滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)零件相(xiang)比(bi)，將使零件具(ju)有更(geng)好的(de)耐磨(mo)(mo)性(xing)和(he)抗(kang)疲勞(lao)性(xing)能(neng)；高(gao)溫(wen)(wen)(wen)碳(tan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)，以(yi)滲(shen)(shen)(shen)碳(tan)為主。我國的(de)熱處理廠家，以(yi)中溫(wen)(wen)(wen)氣體碳(tan)氮(dan)(dan)(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)和(he)低(di)溫(wen)(wen)(wen)氮(dan)(dan)(dan)(dan)碳(tan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)應用(yong)(yong)較廣泛。
一、中溫氣體碳(tan)氮共滲
氣(qi)(qi)(qi)(qi)體碳(tan)(tan)氮(dan)共(gong)滲(shen)(shen)的介質實際上是滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)和滲(shen)(shen)氮(dan)用(yong)的混(hun)合氣(qi)(qi)(qi)(qi)體。目前，在熱處理生(sheng)產(chan)中常用(yong)的方(fang)法是在井式(shi)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)爐中滴入(ru)煤油，使其熱分解出滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)氣(qi)(qi)(qi)(qi)體，同(tong)時向(xiang)爐中通入(ru)滲(shen)(shen)氮(dan)所(suo)用(yong)的氨(an)氣(qi)(qi)(qi)(qi)。在共(gong)滲(shen)(shen)溫(wen)度下，煤氣(qi)(qi)(qi)(qi)與(yu)氨(an)氣(qi)(qi)(qi)(qi)除了(le)單獨進行滲(shen)(shen)碳(tan)(tan)和滲(shen)(shen)氮(dan)作用(yong)外，它們之間還可(ke)以發生(sheng)化學反(fan)應產(chan)生(sheng)活性碳(tan)(tan)和氮(dan)原子，從而促進了(le)共(gong)滲(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(gong)滲(shen)(shen)介(jie)質中氨氣所占(zhan)比(bi)例(li)對(dui)共(gong)滲(shen)(shen)層的(de)(de)碳(tan)(tan)氮(dan)濃度(du)(du)、相組(zu)成以及(ji)(ji)滲(shen)(shen)層深度(du)(du)均有(you)影響。氨量增加(jia)，滲(shen)(shen)層氮(dan)含(han)量提高，碳(tan)(tan)含(han)量降(jiang)低。因而應根據零(ling)件鋼種、對(dui)滲(shen)(shen)層組(zu)織和(he)性能(neng)的(de)(de)要求(qiu)以及(ji)(ji)共(gong)滲(shen)(shen)溫度(du)(du)等來確定氨氣比(bi)例(li)。
此外，有的工廠采用滲碳富化(hua)氣（甲(jia)(jia)烷、丙烷、城市煤氣等(deng)(deng)）加氨、三乙醇(chun)胺、丙酮加甲(jia)(jia)醇(chun)加尿素等(deng)(deng)作(zuo)為共(gong)滲劑。
碳氮共(gong)(gong)滲溫度(du)隨鋼種而異(yi)，一般在(zai)820～870℃內選擇。碳氮共(gong)(gong)滲時間取(qu)決于(yu)滲層深(shen)度(du)、共(gong)(gong)滲溫度(du)、共(gong)(gong)滲介質及鋼的(de)化學成分。
氣(qi)體碳氮共滲的主(zhu)要特點是(shi)：
1. 氣體碳氮(dan)共(gong)滲(shen)(shen)的(de)(de)(de)力學性能兼顧(gu)滲(shen)(shen)碳層(ceng)和(he)滲(shen)(shen)氮(dan)層(ceng)的(de)(de)(de)優點。與滲(shen)(shen)碳層(ceng)相比，表面硬度更高(gao)、耐磨性好，同時(shi)還具有一(yi)定的(de)(de)(de)耐蝕性，以及(ji)由于共(gong)滲(shen)(shen)層(ceng)存在殘留壓應力而提高(gao)了鋼的(de)(de)(de)疲勞極限；與滲(shen)(shen)氮(dan)層(ceng)相比，共(gong)滲(shen)(shen)層(ceng)深度深，表面脆性小。
2. 由(you)于氮的(de)(de)滲入提高了滲層的(de)(de)淬透性，共(gong)滲后(hou)可用(yong)較滲碳(tan)溫(wen)度低及(ji)較緩的(de)(de)冷卻介(jie)質(zhi)淬火，減(jian)少(shao)了零(ling)(ling)件(jian)的(de)(de)變形，而(er)且奧氏(shi)體晶(jing)粒比滲碳(tan)細，提高了零(ling)(ling)件(jian)的(de)(de)心部韌性。
氣體碳氮(dan)共(gong)滲(shen)速(su)度大于單獨(du)滲(shen)碳和(he)單獨(du)滲(shen)氮(dan)的(de)速(su)度，縮短了生產周(zhou)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(ma)氏(shi)體不銹鋼，方可進行滲碳和碳氮共滲熱處理。
二、低溫氮碳(tan)共滲（軟滲氮）
低溫氮(dan)碳共滲(shen)(shen)是在含有活(huo)性(xing)碳、氮(dan)原(yuan)子的介(jie)質中(zhong)同時滲(shen)(shen)入氮(dan)和碳，并以滲(shen)(shen)氮(dan)為(wei)主的熱處理工藝。
氮碳(tan)共滲(shen)不(bu)但賦(fu)于(yu)工件(jian)耐磨損、耐疲勞、抗咬合(he)和擦(ca)傷的(de)性(xing)能，以(yi)及(ji)處理溫度低、時(shi)間(jian)短(duan)、變形(xing)小的(de)特點，而(er)且不(bu)受鋼種限制，適于(yu)碳(tan)素鋼、合(he)金鋼、不(bu)銹(xiu)鋼鑄鐵(tie)及(ji)粉末冶金等(deng)材料。已普遍在(zai)模具、量具、刃具以(yi)及(ji)耐磨零件(jian)中使用，并獲(huo)得了良好的(de)效果。在(zai)不(bu)銹(xiu)鋼零件(jian)進行(xing)軟滲(shen)氮時(shi)，在(zai)溶劑中加入四氯化(hua)碳(tan)，可加速鈍化(hua)膜(mo)的(de)破壞，縮(suo)短(duan)共滲(shen)時(shi)間(jian)。
氣體氮碳共滲的工藝參數是(shi)(shi)其溫度、時間以及(ji)滲入介質(zhi)的活性(xing)和加入量(liang)，同(tong)樣是(shi)(shi)根(gen)據(ju)零件的技術要求來選擇。
軟滲氮(dan)(dan)的溫(wen)度通常為530～580℃，在570℃左右氮(dan)(dan)在α相(xiang)中具有最大溶解(jie)度。對于高鉻不銹鋼(gang)和高速(su)鋼(gang)而言(yan)，為保持工(gong)件的整體(ti)強度和紅硬性(xing)，軟滲氮(dan)(dan)溫(wen)度不能超過其回火(huo)溫(wen)度。
軟滲氮(dan)時(shi)間為1～6h。軟滲氮(dan)后(hou)(hou)的工(gong)件(jian)(jian)一般(ban)采用快冷(leng)（油冷(leng)）。快冷(leng)不僅使滲氮(dan)件(jian)(jian)表面色(se)澤(ze)好，而且能進一步提高(gao)零(ling)件(jian)(jian)的疲勞強(qiang)度。對于變(bian)形要求小的工(gong)件(jian)(jian)，軟滲氮(dan)后(hou)(hou)應當緩冷(leng)。目前，熱(re)(re)處理廠(chang)氣(qi)體(ti)軟滲氮(dan)的介質主要是(shi)：50％氨氣(qi)＋50％+50%吸熱(re)(re)型氣(qi)體(ti)。
