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(li)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)介質的(de)(de)物(wu)理狀況(kuang)不同(tong)，碳(tan)氮(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)可以分(fen)為氣體(ti)碳(tan)氮(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)、液體(ti)碳(tan)氮(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)和(he)固(gu)體(ti)碳(tan)氮(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)三種。根據共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)溫(wen)(wen)度的(de)(de)不同(tong)，又可分(fen)為低(di)溫(wen)(wen)（500～600℃）、中(zhong)(zhong)溫(wen)(wen)（750～850℃）和(he)高溫(wen)(wen)（900～950℃）碳(tan)氮(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)三種。其(qi)(qi)中(zhong)(zhong)，低(di)溫(wen)(wen)碳(tan)氮(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)即(ji)目前(qian)廣泛應(ying)用(yong)的(de)(de)軟滲(shen)(shen)(shen)(shen)氮(dan)法，其(qi)(qi)表層主(zhu)(zhu)要(yao)以滲(shen)(shen)(shen)(shen)氮(dan)為主(zhu)(zhu)，用(yong)以提高零(ling)(ling)(ling)件的(de)(de)表面(mian)耐磨性(xing)和(he)抗(kang)咬(yao)合(he)性(xing)；中(zhong)(zhong)溫(wen)(wen)碳(tan)氮(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)，其(qi)(qi)目的(de)(de)與滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)相似(si)，主(zhu)(zhu)要(yao)是(shi)提高零(ling)(ling)(ling)件的(de)(de)表面(mian)硬(ying)度和(he)耐磨性(xing)，與滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)零(ling)(ling)(ling)件相比，將使零(ling)(ling)(ling)件具(ju)有更好的(de)(de)耐磨性(xing)和(he)抗(kang)疲(pi)勞性(xing)能(neng)；高溫(wen)(wen)碳(tan)氮(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)，以滲(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)為主(zhu)(zhu)。我(wo)國的(de)(de)熱處理廠(chang)家，以中(zhong)(zhong)溫(wen)(wen)氣體(ti)碳(tan)氮(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)和(he)低(di)溫(wen)(wen)氮(dan)碳(tan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)應(ying)用(yong)較廣泛。
一、中溫氣(qi)體碳(tan)氮共滲
氣(qi)(qi)(qi)體(ti)碳氮(dan)共滲(shen)(shen)的(de)介質實際(ji)上是(shi)滲(shen)(shen)碳和(he)滲(shen)(shen)氮(dan)用(yong)的(de)混合氣(qi)(qi)(qi)體(ti)。目前，在熱(re)處理生產(chan)中常(chang)用(yong)的(de)方法是(shi)在井(jing)式氣(qi)(qi)(qi)體(ti)滲(shen)(shen)碳爐中滴入(ru)煤(mei)油(you)，使其(qi)熱(re)分解出(chu)滲(shen)(shen)碳氣(qi)(qi)(qi)體(ti)，同時向爐中通入(ru)滲(shen)(shen)氮(dan)所用(yong)的(de)氨(an)氣(qi)(qi)(qi)。在共滲(shen)(shen)溫度下，煤(mei)氣(qi)(qi)(qi)與氨(an)氣(qi)(qi)(qi)除了單獨進行(xing)滲(shen)(shen)碳和(he)滲(shen)(shen)氮(dan)作用(yong)外，它(ta)們之(zhi)間還可以發生化(hua)學反應(ying)產(chan)生活(huo)性碳和(he)氮(dan)原(yuan)子，從(cong)而(er)促進了共滲(shen)(shen)處理。其(qi)反應(ying)如下：
NH3+CO→HCN+H2O;
NH3+CH4→HCN+3H2;
2HCN→H2+2[C]+2[N]。
共(gong)滲介質(zhi)中(zhong)氨氣所占(zhan)比(bi)例對共(gong)滲層(ceng)的碳氮濃度、相組(zu)(zu)成以及滲層(ceng)深度均有影響。氨量(liang)增加(jia)，滲層(ceng)氮含量(liang)提高，碳含量(liang)降低。因而應(ying)根據零件鋼種、對滲層(ceng)組(zu)(zu)織和性能的要(yao)求以及共(gong)滲溫度等(deng)來(lai)確(que)定氨氣比(bi)例。
此外，有(you)的(de)工(gong)廠采(cai)用滲碳富化(hua)氣（甲烷、丙烷、城市煤氣等）加(jia)氨、三乙醇胺、丙酮加(jia)甲醇加(jia)尿素等作為共滲劑。
碳(tan)氮(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)溫度(du)(du)(du)隨鋼種而異(yi)，一般在820～870℃內選擇。碳(tan)氮(dan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)時間(jian)取(qu)決于滲(shen)(shen)(shen)層深(shen)度(du)(du)(du)、共(gong)滲(shen)(shen)(shen)溫度(du)(du)(du)、共(gong)滲(shen)(shen)(shen)介質及(ji)鋼的(de)化(hua)學(xue)成分。
氣(qi)體碳(tan)氮共滲的主要特(te)點是(shi)：
1. 氣體碳氮共滲(shen)(shen)的(de)(de)(de)力學性能兼顧滲(shen)(shen)碳層(ceng)(ceng)和(he)滲(shen)(shen)氮層(ceng)(ceng)的(de)(de)(de)優點(dian)。與(yu)(yu)滲(shen)(shen)碳層(ceng)(ceng)相比(bi)，表(biao)面硬度(du)更(geng)高、耐磨性好，同時還具有一定(ding)的(de)(de)(de)耐蝕性，以(yi)及由于共滲(shen)(shen)層(ceng)(ceng)存(cun)在殘留(liu)壓應力而提高了鋼的(de)(de)(de)疲勞極限；與(yu)(yu)滲(shen)(shen)氮層(ceng)(ceng)相比(bi)，共滲(shen)(shen)層(ceng)(ceng)深度(du)深，表(biao)面脆性小。
2. 由于氮的(de)滲(shen)(shen)入提(ti)高(gao)了(le)(le)滲(shen)(shen)層的(de)淬透性，共(gong)滲(shen)(shen)后可用較滲(shen)(shen)碳溫(wen)度低及(ji)較緩(huan)的(de)冷卻介(jie)質(zhi)淬火，減少了(le)(le)零件(jian)的(de)變形，而且奧氏(shi)體(ti)晶粒比滲(shen)(shen)碳細，提(ti)高(gao)了(le)(le)零件(jian)的(de)心部韌性。
氣體碳(tan)氮共(gong)滲速(su)度(du)大(da)于(yu)單(dan)獨滲碳(tan)和單(dan)獨滲氮的速(su)度(du)，縮短了生產周期。
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(shi)體不(bu)銹鋼，方可進行滲碳和碳氮共滲熱處理。
二、低溫氮(dan)碳共滲(shen)（軟(ruan)滲(shen)氮(dan)）
低溫(wen)氮(dan)碳(tan)共(gong)滲是在含有活性(xing)碳(tan)、氮(dan)原子的介質中同時滲入氮(dan)和碳(tan)，并(bing)以滲氮(dan)為(wei)主的熱處理工(gong)藝。
氮碳(tan)共(gong)(gong)滲(shen)不(bu)但(dan)賦于工件(jian)耐磨損、耐疲(pi)勞、抗咬合(he)和擦傷的(de)性能，以(yi)及(ji)處理溫度低、時間短、變形小的(de)特點，而且不(bu)受鋼(gang)種限制(zhi)，適于碳(tan)素鋼(gang)、合(he)金(jin)鋼(gang)、不(bu)銹鋼(gang)鑄鐵及(ji)粉末(mo)冶金(jin)等材料。已普遍在模具、量具、刃具以(yi)及(ji)耐磨零件(jian)中使用，并獲得了良(liang)好的(de)效果。在不(bu)銹鋼(gang)零件(jian)進行軟滲(shen)氮時，在溶劑中加(jia)(jia)入(ru)四(si)氯化碳(tan)，可(ke)加(jia)(jia)速鈍化膜(mo)的(de)破壞(huai)，縮短共(gong)(gong)滲(shen)時間。
氣體氮碳共(gong)滲(shen)的(de)工藝(yi)參數是其(qi)溫(wen)度(du)、時(shi)間以及滲(shen)入介質的(de)活性和加(jia)入量，同樣是根據零件的(de)技術要求來選擇。
軟滲(shen)氮(dan)的(de)溫(wen)度通常(chang)為(wei)(wei)530～580℃，在570℃左(zuo)右氮(dan)在α相中具有最大(da)溶解度。對于高鉻不銹(xiu)鋼和高速鋼而言，為(wei)(wei)保(bao)持(chi)工件的(de)整體強度和紅硬(ying)性，軟滲(shen)氮(dan)溫(wen)度不能超過其(qi)回火溫(wen)度。
軟(ruan)滲(shen)氮(dan)時間為1～6h。軟(ruan)滲(shen)氮(dan)后的(de)工(gong)(gong)件(jian)一般采用快冷(leng)（油(you)冷(leng)）。快冷(leng)不僅使滲(shen)氮(dan)件(jian)表(biao)面(mian)色澤(ze)好，而且能(neng)進一步提高(gao)零件(jian)的(de)疲勞強度(du)。對于(yu)變(bian)形要求小的(de)工(gong)(gong)件(jian)，軟(ruan)滲(shen)氮(dan)后應當緩冷(leng)。目(mu)前，熱處理廠氣(qi)(qi)體軟(ruan)滲(shen)氮(dan)的(de)介質主要是：50％氨氣(qi)(qi)＋50％+50%吸熱型氣(qi)(qi)體。
