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(ju)所用介質的(de)物理(li)狀況(kuang)不(bu)同，碳(tan)氮共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)可(ke)(ke)以分為(wei)氣體(ti)(ti)碳(tan)氮共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)、液體(ti)(ti)碳(tan)氮共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)和(he)(he)(he)固(gu)體(ti)(ti)碳(tan)氮共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)三種。根據(ju)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)溫(wen)度的(de)不(bu)同，又(you)可(ke)(ke)分為(wei)低(di)溫(wen)（500～600℃）、中(zhong)溫(wen)（750～850℃）和(he)(he)(he)高溫(wen)（900～950℃）碳(tan)氮共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)三種。其(qi)中(zhong)，低(di)溫(wen)碳(tan)氮共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)即(ji)目前(qian)廣泛(fan)應(ying)用的(de)軟(ruan)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)氮法，其(qi)表(biao)層主要以滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)氮為(wei)主，用以提高零(ling)件的(de)表(biao)面(mian)耐磨性和(he)(he)(he)抗咬合性；中(zhong)溫(wen)碳(tan)氮共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)，其(qi)目的(de)與(yu)(yu)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)相(xiang)似，主要是提高零(ling)件的(de)表(biao)面(mian)硬度和(he)(he)(he)耐磨性，與(yu)(yu)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)零(ling)件相(xiang)比，將使零(ling)件具有(you)更好的(de)耐磨性和(he)(he)(he)抗疲勞(lao)性能(neng)；高溫(wen)碳(tan)氮共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)，以滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)碳(tan)為(wei)主。我國的(de)熱處理(li)廠(chang)家，以中(zhong)溫(wen)氣體(ti)(ti)碳(tan)氮共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)和(he)(he)(he)低(di)溫(wen)氮碳(tan)共(gong)滲(shen)(shen)(shen)(shen)(shen)應(ying)用較廣泛(fan)。
一(yi)、中溫氣體(ti)碳氮(dan)共滲
氣體碳(tan)氮(dan)(dan)共(gong)滲(shen)的(de)(de)介質實(shi)際上是滲(shen)碳(tan)和滲(shen)氮(dan)(dan)用的(de)(de)混合氣體。目前(qian)，在熱處(chu)理生(sheng)產(chan)中常用的(de)(de)方法是在井式(shi)氣體滲(shen)碳(tan)爐中滴入煤油，使(shi)其(qi)熱分解出滲(shen)碳(tan)氣體，同(tong)時向爐中通入滲(shen)氮(dan)(dan)所用的(de)(de)氨(an)氣。在共(gong)滲(shen)溫度下，煤氣與氨(an)氣除(chu)了單獨進行滲(shen)碳(tan)和滲(shen)氮(dan)(dan)作用外，它(ta)們之(zhi)間還可以發生(sheng)化學反應(ying)(ying)產(chan)生(sheng)活性碳(tan)和氮(dan)(dan)原子，從而促進了共(gong)滲(shen)處(chu)理。其(qi)反應(ying)(ying)如下：
NH3+CO→HCN+H2O;
NH3+CH4→HCN+3H2;
2HCN→H2+2[C]+2[N]。
共滲(shen)(shen)介(jie)質中氨氣所占比(bi)(bi)例對共滲(shen)(shen)層(ceng)的碳(tan)氮(dan)濃度、相組成以及滲(shen)(shen)層(ceng)深度均有影響。氨量增(zeng)加(jia)，滲(shen)(shen)層(ceng)氮(dan)含(han)(han)量提高，碳(tan)含(han)(han)量降低。因而(er)應根據零(ling)件鋼(gang)種(zhong)、對滲(shen)(shen)層(ceng)組織和(he)性能的要(yao)求(qiu)以及共滲(shen)(shen)溫度等來確定氨氣比(bi)(bi)例。
此外(wai)，有(you)的工廠采用(yong)滲碳富化氣(qi)（甲烷、丙烷、城市煤氣(qi)等）加氨、三(san)乙醇胺、丙酮加甲醇加尿素(su)等作為共滲劑。
碳氮(dan)共(gong)滲溫(wen)(wen)度隨鋼(gang)種而異，一般在(zai)820～870℃內選擇(ze)。碳氮(dan)共(gong)滲時(shi)間(jian)取決于滲層(ceng)深度、共(gong)滲溫(wen)(wen)度、共(gong)滲介質及鋼(gang)的(de)化學(xue)成分。
氣體碳氮共滲的主要特(te)點是：
1. 氣(qi)體碳氮(dan)(dan)共(gong)滲(shen)(shen)的(de)力學性(xing)能兼顧滲(shen)(shen)碳層(ceng)和(he)滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)層(ceng)的(de)優點(dian)。與(yu)滲(shen)(shen)碳層(ceng)相比(bi)，表面硬度(du)更高、耐磨性(xing)好，同時(shi)還具有一定(ding)的(de)耐蝕性(xing)，以及由于共(gong)滲(shen)(shen)層(ceng)存(cun)在殘留壓應(ying)力而提高了(le)鋼的(de)疲勞極限(xian)；與(yu)滲(shen)(shen)氮(dan)(dan)層(ceng)相比(bi)，共(gong)滲(shen)(shen)層(ceng)深度(du)深，表面脆(cui)性(xing)小。
2. 由于(yu)氮的(de)(de)滲(shen)入提高了(le)滲(shen)層的(de)(de)淬(cui)透性，共滲(shen)后可用較滲(shen)碳溫度低及較緩的(de)(de)冷(leng)卻介質(zhi)淬(cui)火，減少了(le)零件的(de)(de)變形，而且奧氏(shi)體(ti)晶粒比滲(shen)碳細，提高了(le)零件的(de)(de)心(xin)部韌性。
氣體碳(tan)(tan)氮共滲速(su)度(du)大于單(dan)獨(du)滲碳(tan)(tan)和單(dan)獨(du)滲氮的速(su)度(du)，縮(suo)短了生產周期。
滲碳和碳氮共滲對于一般的不銹(xiu)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(gong)滲(shen)（軟滲(shen)氮(dan)）
低溫氮(dan)碳共(gong)滲是在含有活性碳、氮(dan)原子的(de)介質中同時滲入氮(dan)和碳，并以滲氮(dan)為主的(de)熱處理工藝。
氮碳共(gong)滲(shen)不(bu)但賦于工(gong)件(jian)耐磨(mo)損、耐疲勞、抗(kang)咬合和擦傷的(de)性能，以(yi)及處理(li)溫度(du)低(di)、時(shi)間短(duan)、變形小的(de)特點，而且不(bu)受鋼種限(xian)制，適于碳素鋼、合金鋼、不(bu)銹鋼鑄(zhu)鐵(tie)及粉末(mo)冶(ye)金等材料。已(yi)普遍在(zai)(zai)模具、量具、刃具以(yi)及耐磨(mo)零件(jian)中使用，并獲得了良好的(de)效果(guo)。在(zai)(zai)不(bu)銹鋼零件(jian)進行軟滲(shen)氮時(shi)，在(zai)(zai)溶劑中加(jia)(jia)入四氯化(hua)碳，可加(jia)(jia)速鈍化(hua)膜(mo)的(de)破壞，縮短(duan)共(gong)滲(shen)時(shi)間。
氣體(ti)氮碳(tan)共(gong)滲的工藝(yi)參數(shu)是其(qi)溫度、時間以及滲入介質的活性和加入量，同樣(yang)是根(gen)據零件的技(ji)術(shu)要(yao)求來選擇。
軟(ruan)滲氮(dan)的溫(wen)度(du)通常為530～580℃，在570℃左右(you)氮(dan)在α相中具有最(zui)大溶(rong)解度(du)。對于(yu)高鉻(ge)不銹鋼和高速鋼而言，為保持工件的整體強度(du)和紅硬性，軟(ruan)滲氮(dan)溫(wen)度(du)不能超過其回火溫(wen)度(du)。
軟(ruan)滲(shen)氮(dan)(dan)(dan)時(shi)間為1～6h。軟(ruan)滲(shen)氮(dan)(dan)(dan)后的(de)工件(jian)(jian)一(yi)般(ban)采用快(kuai)(kuai)冷(leng)（油(you)冷(leng)）。快(kuai)(kuai)冷(leng)不僅(jin)使(shi)滲(shen)氮(dan)(dan)(dan)件(jian)(jian)表面(mian)色澤好，而且(qie)能(neng)進一(yi)步提高零件(jian)(jian)的(de)疲勞強(qiang)度。對于變(bian)形(xing)要(yao)求小的(de)工件(jian)(jian)，軟(ruan)滲(shen)氮(dan)(dan)(dan)后應當緩冷(leng)。目前(qian)，熱(re)處理廠(chang)氣(qi)(qi)體軟(ruan)滲(shen)氮(dan)(dan)(dan)的(de)介質主要(yao)是：50％氨氣(qi)(qi)＋50％+50%吸熱(re)型氣(qi)(qi)體。
