滲氮或氮碳共滲改變組織狀態(tài)，因而也改變鋼鐵材料在靜載荷和交變應(yīng)力下的強(qiáng)度性能、摩擦性、成形性及腐蝕性。當(dāng)處理溫度低于600℃時(shí)，就不會(huì)象奧氏體淬火那樣發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，以致可以以任意速度進(jìn)行冷卻，而不出現(xiàn)馬氏體。與淬火相比較，滲氮件和工具的尺寸和形狀變化是極微小的。因而可簡化或完全取消后加工處理，此外，能量消耗比其他熱處理稍小。因而可簡化或完全取消后加工處理，此外，能量消耗比其他熱處理稍小。在所有工業(yè)領(lǐng)域中，應(yīng)用滲氮或氮碳共滲提高強(qiáng)度、抗磨損和抗腐蝕性能，已在技術(shù)上獲得廣泛應(yīng)用。

氮碳共滲工藝特點(diǎn)

由Fe-N-C相圖可知，氮碳共滲溫度在565℃時(shí)，有γ相存在，它能溶解0.35%C和1.8%N?？炖鋾r(shí),此γ（含氮碳奧氏體）淬火轉(zhuǎn)變?yōu)棣?相（含氮碳馬氏體）。在緩冷時(shí)有γ相發(fā)生共析反應(yīng)，形成（α γ'）共析體，并不斷由α相中析出γ'相，使?jié)B層硬度降低?？炖鋾r(shí),此γ（含氮碳奧氏體）淬火轉(zhuǎn)變?yōu)棣?相（含氮碳馬氏體）。生產(chǎn)實(shí)踐證明，氮碳共滲溫度采用560－570℃為佳，快冷比緩冷硬度有較大提高（約高出10HRC以上）。所以氮碳共滲時(shí)，特別是碳鋼一定采用快冷，如油冷，其原因也在此。

滲層組織與性能：

氮碳共滲組織由化合物層和擴(kuò)散層組成。

一般，化合物層厚度約2～25μm。

1．化合物層氮碳共滲層外層在硝i酸酒精腐蝕以后發(fā)亮，幾乎看不出組織。其組成相將隨鋼種而變。

碳鋼中化合物層是由Fe2~3N、FexCyNz、Fe4N和Fe3C相組成，而合金鋼中化合物層是含Cr、Mo、AI等氮化物和合金氮碳化合物組成。

2．?dāng)U散層

連接在化合物層下的是氮碳共滲層的其余部分，大多呈界限清晰的明顯過渡形式，其組成也隨鋼種而變。

碳鋼中擴(kuò)散層是由α-Fe、Fe4N、Fe3(CN)組成，而合金鋼除α-Fe、Fe4N外，還由合金氮化物（如AlN、CrN、MoN等）與(FeMe)3(N、C)組成。

氮碳共滲組織

滲層性能：

間隙進(jìn)入晶格的氮和化合生成氮化物及氮碳化臺(tái)物的氮有提高硬度的作用。形成氮化物的合金元素含量越多、硬度增加越高。同時(shí)硬度隨由外向內(nèi)不斷降低的氮含量而變化。

碳鋼化合物層的硬度約為HV 700～900，而合金鋼約HV 1000～1500。

氮碳共滲層有較高的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度及疲勞強(qiáng)度，但斷面收縮率、延伸率及沖擊韌性明顯降低。這表明表層起脆性作用。