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)所用介質的物理狀況不同，碳(tan)氮(dan)(dan)共(gong)滲(shen)可(ke)以(yi)(yi)分為(wei)氣體(ti)碳(tan)氮(dan)(dan)共(gong)滲(shen)、液(ye)體(ti)碳(tan)氮(dan)(dan)共(gong)滲(shen)和(he)(he)固體(ti)碳(tan)氮(dan)(dan)共(gong)滲(shen)三種(zhong)。根據(ju)共(gong)滲(shen)溫(wen)度的不同，又可(ke)分為(wei)低(di)溫(wen)（500～600℃）、中溫(wen)（750～850℃）和(he)(he)高溫(wen)（900～950℃）碳(tan)氮(dan)(dan)共(gong)滲(shen)三種(zhong)。其中，低(di)溫(wen)碳(tan)氮(dan)(dan)共(gong)滲(shen)即(ji)目前(qian)廣(guang)泛(fan)應(ying)(ying)用的軟(ruan)滲(shen)氮(dan)(dan)法，其表層主要以(yi)(yi)滲(shen)氮(dan)(dan)為(wei)主，用以(yi)(yi)提高零(ling)件(jian)(jian)的表面耐磨性(xing)(xing)和(he)(he)抗咬(yao)合性(xing)(xing)；中溫(wen)碳(tan)氮(dan)(dan)共(gong)滲(shen)，其目的與(yu)(yu)滲(shen)碳(tan)相似，主要是提高零(ling)件(jian)(jian)的表面硬度和(he)(he)耐磨性(xing)(xing)，與(yu)(yu)滲(shen)碳(tan)零(ling)件(jian)(jian)相比，將使零(ling)件(jian)(jian)具有更好的耐磨性(xing)(xing)和(he)(he)抗疲勞性(xing)(xing)能；高溫(wen)碳(tan)氮(dan)(dan)共(gong)滲(shen)，以(yi)(yi)滲(shen)碳(tan)為(wei)主。我國的熱處理廠(chang)家(jia)，以(yi)(yi)中溫(wen)氣體(ti)碳(tan)氮(dan)(dan)共(gong)滲(shen)和(he)(he)低(di)溫(wen)氮(dan)(dan)碳(tan)共(gong)滲(shen)應(ying)(ying)用較(jiao)廣(guang)泛(fan)。
一、中溫氣體碳(tan)氮共滲
氣體(ti)(ti)碳氮(dan)共滲(shen)的(de)(de)介質實際上是(shi)(shi)滲(shen)碳和(he)滲(shen)氮(dan)用的(de)(de)混(hun)合氣體(ti)(ti)。目前，在(zai)(zai)熱處理生產中常(chang)用的(de)(de)方法是(shi)(shi)在(zai)(zai)井式氣體(ti)(ti)滲(shen)碳爐中滴入(ru)(ru)煤油(you)，使其(qi)熱分解出滲(shen)碳氣體(ti)(ti)，同(tong)時向爐中通入(ru)(ru)滲(shen)氮(dan)所用的(de)(de)氨氣。在(zai)(zai)共滲(shen)溫度(du)下，煤氣與氨氣除了單獨進行滲(shen)碳和(he)滲(shen)氮(dan)作用外，它們之間還可以發生化學(xue)反(fan)應產生活性碳和(he)氮(dan)原子，從而促進了共滲(shen)處理。其(qi)反(fan)應如下：
NH3+CO→HCN+H2O;
NH3+CH4→HCN+3H2;
2HCN→H2+2[C]+2[N]。
共滲介質(zhi)中氨氣所(suo)占比例對共滲層(ceng)的碳氮濃度(du)、相(xiang)組成以及(ji)滲層(ceng)深度(du)均(jun)有影響(xiang)。氨量(liang)增(zeng)加，滲層(ceng)氮含(han)量(liang)提高，碳含(han)量(liang)降(jiang)低。因而(er)應根(gen)據零件(jian)鋼種、對滲層(ceng)組織和性能的要求(qiu)以及(ji)共滲溫度(du)等來確定氨氣比例。
此(ci)外，有(you)的工廠(chang)采用滲(shen)碳(tan)富化(hua)氣(qi)（甲烷(wan)、丙烷(wan)、城市煤氣(qi)等）加氨、三乙醇(chun)胺、丙酮加甲醇(chun)加尿素等作(zuo)為共滲(shen)劑。
碳氮共(gong)(gong)(gong)滲溫度隨(sui)鋼(gang)種而異(yi)，一(yi)般在820～870℃內選擇(ze)。碳氮共(gong)(gong)(gong)滲時間取決于滲層深度、共(gong)(gong)(gong)滲溫度、共(gong)(gong)(gong)滲介質及鋼(gang)的化學成(cheng)分。
氣體碳氮共滲的(de)主要(yao)特點是(shi)：
1. 氣(qi)體碳氮(dan)共滲(shen)(shen)的(de)力學性能兼顧(gu)滲(shen)(shen)碳層和滲(shen)(shen)氮(dan)層的(de)優點。與(yu)滲(shen)(shen)碳層相(xiang)比，表(biao)面硬度(du)更高、耐(nai)磨性好，同時還具有一定(ding)的(de)耐(nai)蝕(shi)性，以(yi)及由于共滲(shen)(shen)層存在殘留壓應力而提(ti)高了鋼的(de)疲勞(lao)極(ji)限；與(yu)滲(shen)(shen)氮(dan)層相(xiang)比，共滲(shen)(shen)層深(shen)度(du)深(shen)，表(biao)面脆性小。
2. 由于氮的(de)滲入提高(gao)了滲層的(de)淬(cui)透性(xing)，共滲后可用較滲碳(tan)(tan)溫(wen)度低及(ji)較緩的(de)冷(leng)卻介(jie)質(zhi)淬(cui)火，減少了零(ling)件的(de)變形，而且(qie)奧氏體(ti)晶粒(li)比(bi)滲碳(tan)(tan)細，提高(gao)了零(ling)件的(de)心部韌性(xing)。
氣體(ti)碳氮共滲(shen)(shen)速(su)度大于單獨(du)滲(shen)(shen)碳和單獨(du)滲(shen)(shen)氮的速(su)度，縮(suo)短了生產周期(qi)。
滲碳和碳氮共滲對于一般的不銹鋼(gang)（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、低溫氮(dan)碳共滲（軟滲氮(dan)）
低溫氮碳(tan)共滲是(shi)在(zai)含(han)有(you)活性碳(tan)、氮原子(zi)的介質中同時滲入氮和碳(tan)，并以(yi)滲氮為主的熱處理工(gong)藝(yi)。
氮碳(tan)共滲不(bu)(bu)但賦(fu)于工件(jian)耐磨(mo)損、耐疲勞、抗咬(yao)合(he)和擦傷的性能，以及(ji)處理溫度低、時(shi)間短(duan)、變形小的特點，而且不(bu)(bu)受鋼(gang)種限(xian)制，適于碳(tan)素鋼(gang)、合(he)金鋼(gang)、不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)鑄鐵及(ji)粉末冶金等材料(liao)。已普(pu)遍在(zai)模具、量(liang)具、刃(ren)具以及(ji)耐磨(mo)零(ling)件(jian)中使用，并獲得了(le)良(liang)好的效果。在(zai)不(bu)(bu)銹(xiu)鋼(gang)零(ling)件(jian)進行軟滲氮時(shi)，在(zai)溶劑(ji)中加(jia)入四(si)氯化碳(tan)，可加(jia)速鈍化膜的破壞，縮短(duan)共滲時(shi)間。
氣體氮碳(tan)共滲(shen)的工藝參數是(shi)其(qi)溫度(du)、時間以及滲(shen)入介質的活(huo)性和加(jia)入量，同樣(yang)是(shi)根據零件的技(ji)術要求來選(xuan)擇(ze)。
軟(ruan)滲氮的溫(wen)度通常(chang)為530～580℃，在570℃左右氮在α相中具有最大溶解度。對(dui)于高鉻不銹鋼(gang)和(he)高速鋼(gang)而言(yan)，為保持工件的整(zheng)體強(qiang)度和(he)紅硬性，軟(ruan)滲氮溫(wen)度不能超過(guo)其回火溫(wen)度。
軟(ruan)滲氮(dan)(dan)時間為1～6h。軟(ruan)滲氮(dan)(dan)后的工件(jian)(jian)一(yi)般采(cai)用快冷(leng)(leng)（油冷(leng)(leng)）。快冷(leng)(leng)不(bu)僅使滲氮(dan)(dan)件(jian)(jian)表面色澤好，而且能進一(yi)步提(ti)高零件(jian)(jian)的疲(pi)勞強(qiang)度。對(dui)于變形(xing)要求小的工件(jian)(jian)，軟(ruan)滲氮(dan)(dan)后應當(dang)緩(huan)冷(leng)(leng)。目(mu)前，熱處理廠(chang)氣(qi)體軟(ruan)滲氮(dan)(dan)的介質主要是：50％氨氣(qi)＋50％+50%吸熱型氣(qi)體。
