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表面碳氮共滲
在鋼的表面同時滲入碳和氮的化學熱處理工藝稱為碳氮共滲，碳氮共滲可以在氣體介質(zhì)中進行，也可以在液體介質(zhì)中進行。因為液體介質(zhì)的主要成分是氰鹽，故液體碳氮共滲又稱為氰化。碳氮共滲根據(jù)共滲溫度不同，又可把它分為低溫（520-580℃）、中溫（700-880℃）和高溫（900-950℃）三種碳氮共滲工藝，由于在520-580℃范圍內(nèi)進行的碳氮共滲是以滲氮為主，最初在中碳鋼中應用，主要是提高其耐磨性及疲勞強度，而硬度提高不多(在碳素鋼中）,故又稱為氮碳共滲或軟氮化。目前應用較廣泛的是中溫氣體碳氮共滲和低溫氣體碳氮共滲（氣體軟氮化）。
碳氮共滲介質(zhì)的熱分解反應及相互作用
液體碳氫化合物熱分解的產(chǎn)物以及各種氣態(tài)滲碳劑，其中都包含有一氧化碳和甲烷兩種成分，當它們在高溫下與鋼件表面接觸時，分解析出活性碳原子
co→[c]+co2
CH4→[c]+2H2
氨氣分析析出活性氮原子
2NH3→2[N]+3H2
在碳氮共滲爐中，氮氣還同滲碳氣體相互作用產(chǎn)生氫氰酸
NH3+ CO→ HCN+ H2O
NH3+ CH4→ HCN+ 3H2
氫氰酸是一種化學性質(zhì)較活潑的物質(zhì)，進一步分解析出碳、氮活性原子，促進滲入過程
2HCN→ H 2+2 [C]+ 2 [N]
中溫氣體碳氮共滲
1.共滲介膜
目前常用的共滲介質(zhì)有兩大類：①含2%-10%(體積分數(shù)）氮氣的滲碳氣體；②含碳復氮的有機液體。第一種介質(zhì)可用于連續(xù)式作業(yè)護，也可用于周期式作業(yè)爐。在用周期式作業(yè)爐進行碳氮共滲時，除了可引入普通滲碳氣體外，也可像滴注式氣體滲碳一樣滴入液體滲碳劑,如煤油、苯，丙酮等，第二種介質(zhì)主要用于滴注法氣體碳氮共滲。
2.共滲溫度
中溫氣體碳氮共滲溫度一般選在該種鋼的Ac3點以上且接近于Ac3點的溫度。若溫度過高，滲層中氮含量急劇降低，其滲層與滲碳相近，且溫度提高，工件變形增大，因此失去碳氮共滲的意義，一般碳氮共滲溫度根據(jù)鋼種及使用性能不同，選在820-880℃之間。
3.碳氮共滲后的熱處理
中溫碳氮共滲比滲碳溫度低，一般共滲后都采用直接淬火。因為氮的滲入，使過冷奧氏體穩(wěn)定性提高，被可采用冷卻能力較弱的淬火介質(zhì)，但同時應考慮心部材料的淬透性。碳氮共滲淬火后采用低溫回火。
4.碳氮共滲層的組織與性能
碳氮共滲層的組織取決于共滲層中的碳和氮濃度，以及鋼種和共滲溫度等因素，一般中溫碳氮共滲層淬火組織的表面為馬氏體基底上彌散分布的碳氮化合物，向里為馬氏體加殘留奧氏體，殘留奧氏體量較多、馬氏體為高碳馬氏體；再往里殘留奧氏體量減少，馬氏體也逐漸由高碳馬氏體過渡到低碳馬氏體。共滲層中碳氮含量強烈地影響滲層組織，碳氮含量過高時，滲層表面會出現(xiàn)密集粗大的條塊狀碳氮化合物，使?jié)B層變脆。
出現(xiàn)空洞的原因是由于滲層中含氮量過高所致。在碳氮共滲時間較長時，由于碳濃度增高，發(fā)生氮化物分解及退氮過程，原子氮變成分子氮而形成空洞，一般滲層中氮的質(zhì)量分數(shù)超過50%時，容量出現(xiàn)這種現(xiàn)象，如果滲層中含氮量過低，會使?jié)B層過冷奧氏體穩(wěn)定性降低，淬火后在滲層中會出現(xiàn)托氏體網(wǎng)，因此，滲層碳的質(zhì)量分數(shù)不應低于0.1%.
