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表面碳氮共滲
在鋼的表面同時(shí)滲入碳和氮的化學(xué)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(jìn)行，也可以在液體介質(zhì)中進(jìn)行。因?yàn)橐后w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(jìn)行的碳氮共滲是以滲氮為主，最初在中碳鋼中應(yīng)用，主要是提高其耐磨性及疲勞強(qiáng)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(yīng)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(yīng)及相互作用
液體碳?xì)浠衔餆岱纸獾漠a(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(dāng)它們?cè)诟邷叵屡c鋼件表面接觸時(shí)，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?dú)膺�同滲碳?xì)怏w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(xué)性質(zhì)較活潑的物質(zhì)，進(jìn)一步分解析出碳、氮活性原子，促進(jìn)滲入過(guò)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?jǐn)?shù)）氮?dú)獾臐B碳?xì)怏w；②含碳復(fù)氮的有機(jī)液體。第一種介質(zhì)可用于連續(xù)式作業(yè)護(hù)，也可用于周期式作業(yè)爐。在用周期式作業(yè)爐進(jìn)行碳氮共滲時(shí)，除了可引入普通滲碳?xì)怏w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(diǎn)以上且接近于Ac3點(diǎn)的溫度。若溫度過(guò)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?yàn)榈臐B入，使過(guò)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(shí)應(yīng)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(guò)渡到低碳馬氏體。共滲層中碳氮含量強(qiáng)烈地影響滲層組織，碳氮含量過(guò)高時(shí)，滲層表面會(huì)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(guò)高所致。在碳氮共滲時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，由于碳濃度增高，發(fā)生氮化物分解及退氮過(guò)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?jǐn)?shù)超過(guò)50%時(shí)，容量出現(xiàn)這種現(xiàn)象，如果滲層中含氮量過(guò)低，會(huì)使?jié)B層過(guò)冷奧氏體穩(wěn)定性降低，淬火后在滲層中會(huì)出現(xiàn)托氏體網(wǎng)，因此，滲層碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)不應(yīng)低于0.1%。
