碳氮共渗
碳氮共渗热处理工艺
碳氮共渗热处理工艺碳氮共渗热处理工艺是一种常用的表面强化技术，它可以提高金属材料的硬度、耐磨性、抗腐蚀性和疲劳寿命等性能。
本文将从碳氮共渗的原理、工艺流程、影响因素和应用前景等方面进行介绍。
一、碳氮共渗的原理碳氮共渗是指在高温下将碳和氮同时渗入金属表面，形成碳氮化合物层。
这种层具有高硬度、高耐磨性、高抗腐蚀性和高疲劳寿命等优良性能。
碳氮化合物层的形成是由于碳和氮在金属表面的相互作用，形成了一系列的化合物，如Fe3C、Fe4N、Fe2-3(C,N)等。
这些化合物的硬度和稳定性都比金属基体高，因此可以提高金属材料的表面性能。
二、碳氮共渗的工艺流程碳氮共渗的工艺流程主要包括预处理、渗透、淬火和后处理等步骤。
1.预处理：将金属材料进行表面清洗和去油处理，以保证渗透剂能够充分渗透到金属表面。
2.渗透：将金属材料放入渗透炉中，在高温下进行碳氮共渗处理。
渗透剂一般采用氨气和甲烷的混合物，温度一般在800℃-950℃之间，时间一般在2-8小时之间。
3.淬火：将渗透后的金属材料迅速冷却，以保证碳氮化合物层的稳定性和硬度。
4.后处理：对淬火后的金属材料进行退火处理，以消除残余应力和提高材料的韧性。
三、碳氮共渗的影响因素碳氮共渗的效果受到多种因素的影响，如温度、时间、渗透剂成分、金属材料成分和表面状态等。
1.温度：温度是影响碳氮共渗效果的重要因素。
温度过低会导致渗透剂无法充分渗透到金属表面，温度过高会导致碳氮化合物层的过度生长和烧结。
2.时间：时间是影响碳氮共渗效果的另一个重要因素。
时间过短会导致碳氮化合物层的厚度不足，时间过长会导致碳氮化合物层的过度生长和烧结。
3.渗透剂成分：渗透剂成分对碳氮共渗效果也有很大的影响。
不同的渗透剂成分会导致不同的化合物生成，从而影响碳氮化合物层的性能。
4.金属材料成分和表面状态：金属材料的成分和表面状态也会影响碳氮共渗效果。
不同的金属材料对渗透剂的反应不同，表面状态的不同也会影响渗透剂的渗透性能。
渗氮及渗碳(碳氮共渗)常见问题与解决的方法
（3）涂敷防渗碳涂敷剂后乾燥，如硼砂和有机溶剂為主。
（4）氧化铁和黏土混合物涂敷法。
（5）利用套筒或套螺丝。
渗碳（碳氮共渗）后工件硬度不足
（1）冷却速度不足，可用冷速较大的冷却剂。
（2）渗碳不足，可使用强力渗碳剂。
（3）淬火温度不足。
（4）淬火时加热发生脱碳，可使用盐浴炉直接淬火
（4）白亮层太厚时。
氮化工件的化合物层过厚
（1）渗氮处理的温度不当。
（2）氨的分解率低，可能发生此现象。
氮化处理时氨分解率不稳定
（1）分解率测定器管路漏气。
（2）渗氮处理时装入炉内的工件太少。
（3）炉中压力变化导致氨气流量改变。
（4）触媒作用不当。
机械加工件前处理如何防止
渗碳？
（1）镀铜法，镀上厚度0.20mm左右。
渗氮及渗碳（碳方法
氮化工件表面硬度或深度不够
（1）可能是所选材料不适合作氮化处理。
（2）可能是氮化处理前的组织状态较差。
（3）可能是氮化温度选择不当。
（4）炉中之温度或气流不均匀。
（5）氨量不恰当。
（6）渗氮的时间不够。
（7）氮化前工件表面有脏物。
氮化工件弯曲变形
渗层剥离现象
（1）含碳量之浓度坡度太大，应进行一退火。
（2）不存在过度层，应缓和渗速。
（3）过渗现象，可考虑研磨前次之渗层
（4）反覆渗碳（碳氮共渗）亦可能產生渗层剥离的现象
（1）氮化前的弛力退火处理没有做好。
（2）工件几何曲线设计不良，例如不对称、厚薄变化太大等因素。
（3）氮化中被处理的工件放置方法不对。
（4）被处理工件表面性质不均匀，例如清洗不均或表面温度不均等因素。
碳氮共渗浅析
碳氮共渗与氮碳共渗其实没有什么区别，热处理一般的都通称为碳氮共渗。
只是碳氮共渗又分为：1.高温碳氮共渗，以渗碳为主，加热到奥氏体化，渗层深。
2.中温碳氮共渗，以渗碳为主，加热到奥氏体化，但温度比高温碳氮共渗低，渗层较浅，又叫氰化
3.低温碳氮共渗，以渗氮为主，加热到共析线以下，组织不发生相变，变形很小，又叫软氮化。
但我认为如果在0.5mm以内时，一次离子渗就可以达到，可以根据零件实际需要对渗层深度进行修正，这样即可以节约成本又可以满足使用需要。
碳氮共渗（carbonitrided）与氮碳共渗（nitrocarburized）的区别：
1、 碳氮共渗carbonitriding ：在奥氏体状态下，同时将碳、氮渗入钢件表层，并渗碳为主的化学热处理工艺。
气体软氮化（碳氮共渗）温度常用560-570℃，因该温度下氮化层硬度值最高。氮化时间常为2-3小时，因为超过2.5小时，随时间延长，氮化层深度增加很慢。 可以看出碳氮共渗的温度最高，其组织由ε相、γ相和含氮的渗碳体Fe3（C，N）所组成，所以热应力和组织应力都较前两者大，再者渗层薄，所以不能承受重载。但这种处理也有优点，由于软氮化层不存在脆性ξ相，故氮化层硬而具有一定的韧性，不容易剥落。
4.碳氮共渗热处理的工艺温度低,一般淬火后的变形也小.
影视版主 2009-03-03 06:48
渗碳与碳氮共渗是有区别的:
渗碳一般都用880~940度,而碳氮共渗使用的温度比较低,一般在800~860度.
ummvixf 2009-03-03 06:49
2楼的说的不完全,对一些有安全要求的产品来说,选择渗碳更好点.其实两种工艺各有各的优点,具体要根据零件的服役条件及性能要求而选择.
碳氮共渗
钢的碳氮共渗（第一讲）碳氮共渗是碳氮原子同时渗入工件表面的一种化学热处理工艺。
最早，碳氮共渗是在含氰根的盐浴中进行的，故此又称氰化。
渗碳与渗氮相结合的的工艺，具有如下特点： 1．氮的渗入降低了钢的临界点。
氮是扩大γ相区的合金元素，降低了渗层的相变温度A1与A3，碳氮共渗可以在比较低的温度进行，温度不易过热，便于直接淬火，淬火变形小，热处理设备的寿命长。
2．氮的渗入增加了共渗层过冷奥氏体的稳定性，降低了临界淬火速度。
采用比渗碳淬火缓和的冷却方式就足以形成马氏体，减少了变形开裂的倾向，淬透性差的钢制成的零件也能得到足够的淬火硬度。
3．碳氮同时渗入，加大了它的扩散系数。
840~860℃共渗时，碳在奥氏体中的扩散速度几乎等于或大于930℃渗碳时的扩散速度。
共渗层比渗碳具有较高的耐磨性、耐腐蚀性和疲劳强度；比渗氮零件具有较高的抗压强度和较低的表面脆性。
按使用介质不同，碳氮共渗分为固体、液体、气体三种。
固体碳氮共渗与固体渗碳相似，经常采用30~40％黄血盐，10％碳酸铵和50~60％木炭为渗剂。
这种方法的生产效率低，劳动条件差，目前很少使用。
液体碳氮共渗以氰盐为原料，历史悠久，质量容易控制，但氰盐有剧毒，且价格昂贵，使用受到限制。
气体碳氮共渗的发展最快。
按共渗温度，碳氮共渗一般分为低温（500~560℃）、中温（780~850℃）和高温~880~950℃）三种。
前者以渗氮为主，现在已定义为氮碳共渗，后两者以渗碳为主。
习惯上所说的碳氮共渗，主要指中温气体氮碳共渗。
碳氮共渗零件的机械性能同渗层表面的碳氮浓度、渗层深度与浓度梯度有关。
共渗层的碳氮浓度必须严格控制，含量过低，不能获得高的强度、硬度与理想的残余应力，影响耐磨性与疲劳强度。
反之，则不仅表层出现大量不均匀的块状碳氮化合物，脆性增加；而且会使淬火后残余奥氏体量剧增，影响表面硬度和疲劳强度。
一般推荐最佳的碳、氮浓度分别为0.70~0.95％C和0.25~0.40％N。
碳氮共渗热处理标准
碳氮共渗热处理的标准包括温度、时间、气氛和冷却方式等几个方面。
1. 温度：碳氮共渗的温度通常在820～880℃范围内。
具体温度的选择取决于钢种和零件的使用性能。
2. 时间：共渗时间根据渗层深度要求而定。
层深与时间呈抛物线规律，可以通过公式计算得到。
3. 气氛：碳氮共渗的气氛通常使用尿素作为渗剂，也可以使用其他含碳、氮的物质作为渗剂。
气氛的控制对于共渗层的组织和性能有重要影响。
4. 冷却方式：共渗后的冷却方式可以根据需要选择不同的方法，如直接淬火、分级淬火、再次加热淬火等。
冷却方式的选择会影响共渗层的组织和硬度分布。
除了以上标准外，碳氮共渗热处理还需要注意以下几点：
1. 共渗前的表面准备：在进行碳氮共渗前，需要对零件表面进行清洗、除油、除锈等处理，以保证渗剂能够均匀地渗透到表面。
2. 渗剂的选择和配比：渗剂的选择和配比会影响共渗层的组织和性能，需要根据具体要求进行选择。
3. 炉温和气氛的控制：炉温和气氛的控制是共渗过程中的关键因素，需要严格控制以保证共渗层的质量和性能。
4. 后处理：共渗后需要进行适当的后处理，如淬火、回火等，以获得所需的组织和性能。
总之，碳氮共渗热处理的标准是多方面的，需要综合考虑温度、时间、气氛、冷却方式等因素，并注意共渗前的表面准备和后处理等步骤，以获得高质量的共渗层。
渗碳与渗氮,碳氮共渗处理
固体渗碳 ;液体渗碳 ;气体渗碳---渗碳温度为900--950C,表面层w(碳)为0.8--1.2％,层深为0.5--2.0mm。
北京基耐尔热处理工艺研究所
1. 等温淬火盐
适用于钢铁材料的150～550℃的盐浴等温淬火，盐浴分级淬火，盐浴本身的流动性好，稳定性好，均匀性好，无老化，适合于连续生产线，单槽、多槽等温淬火和回火。是取代铅浴的理想工艺。...
最后修改日期：2010-03-10
2. 盐浴渗碳
也称无毒原料液体碳氮共渗，盐浴温度在720℃左右，渗层厚度可在0.08～0.3mm方便地进行控制。淬火后，工件表面形成高硬度、高强度、高抗磨性的碳氮马氏体薄层，心部仍保持高的韧...
目前专门用于渗氮的钢种是38CrMoAlA,其中铝与氮有极大的亲和力,是形成氮化物提高渗氮层强度的主要合金元素。AlN很稳定,到约1000C的温度在钢中不发生溶解。由于铝的作用使钢具有良好的渗氮性能,此钢经过渗氮表面硬度高达1100--1200HV(相当67--72HRC)。38CrMoAlA钢脱碳倾向严重,各道工序必须留有较大的加工余量。
(2)涂料法---将锡粉、铅粉、氧化铬粉以3:1:1比例混匀,用氯化锌浴液调成稀糊状涂于零件防渗表面,或用水玻璃(质量分数为10--15％)和石墨粉(质量分数为85--90％)调成糊状涂刷后,缓慢烘干。
(3)工装法----自制专用工装,把不需渗氮的部位封闭密封。
渗氮后的零件,工作表面即能获得高硬度,一般情况下不再进行其他加工,因此常是最后一道工序(氮化后的工件至多再进行精磨或研磨加工)。可得到600--1200HV的表面硬度,耐磨性很高。这一高硬度可保持引500C(长期),甚至600C(短期),疲劳极限可提高30--300％,抗蚀性能也得到提高。
中温气体碳氮共渗
中温气体碳氮共渗摘要：一、引言二、中温气体碳氮共渗的原理与方法1.碳氮共渗的作用2.中温气体碳氮共渗的特点3.中温气体碳氮共渗的工艺流程三、中温气体碳氮共渗的应用领域四、中温气体碳氮共渗技术的优势与不足五、发展趋势与展望正文：一、引言中温气体碳氮共渗作为一种先进的表面改性技术，在我国得到了广泛的关注与应用。
本文将从其原理、方法、应用领域、技术优势与不足以及发展趋势等方面进行全面阐述，以期为读者提供有关中温气体碳氮共渗技术的全面了解。
二、中温气体碳氮共渗的原理与方法1.碳氮共渗的作用碳氮共渗是一种在金属表面形成碳氮共渗层的表面处理方法。
通过在金属表面引入碳和氮元素，可以提高金属表面的硬度、耐磨性、耐腐蚀性等性能。
在中温条件下进行碳氮共渗，可以获得性能优异的共渗层，满足不同领域对金属材料性能的要求。
2.中温气体碳氮共渗的特点中温气体碳氮共渗具有以下特点：（1）在中温条件下进行，降低了处理过程中的能耗，提高了生产效率。
（2）采用气体作为共渗介质，使得碳氮共渗过程更加稳定，共渗层厚度均匀。
（3）通过控制气体成分和工艺参数，可调节共渗层的性能，满足不同应用场景的需求。
3.中温气体碳氮共渗的工艺流程中温气体碳氮共渗的工艺流程主要包括：预处理、共渗处理、后处理等环节。
预处理主要包括除油、除锈、抛光等，目的是去除金属表面的污物，提高共渗效果。
共渗处理是利用气体介质，在一定的温度和压力下，使碳和氮元素渗入金属表面。
后处理主要包括退火、回火等，目的是调整共渗层的性能。
三、中温气体碳氮共渗的应用领域中温气体碳氮共渗技术广泛应用于以下领域：1.航空航天：发动机零件、轴承、齿轮等部件的表面处理。
2.汽车制造：曲轴、连杆、气门等零件的表面处理。
3.机械制造：各类轴承、齿轮、刀具等产品的表面处理。
4.石油、化工、冶金等领域：阀门、管道、容器等设备的抗腐蚀性能提升。
四、中温气体碳氮共渗技术的优势与不足1.优势：（1）提高金属表面的硬度、耐磨性、耐腐蚀性等性能。
碳氮共渗渗层深度和硬度检测方法
碳氮共渗渗层深度和硬度检测方法一、碳氮共渗渗层深度检测方法。
1.1 金相法。
这金相法啊，可是检测碳氮共渗渗层深度的一个老法子了。
咱先得把渗碳氮处理后的工件取样，这取样可得讲究，要取到能代表整体情况的部位。
然后进行磨制、抛光，把试样表面弄得光溜溜的，就像给它做个美容似的。
接着用合适的腐蚀剂进行腐蚀，让渗层的组织能清楚地显示出来。
最后在金相显微镜下观察，从表面量到渗层与基体组织的分界处，这距离就是渗层深度啦。
这方法就像给渗层做个透视检查，清清楚楚的。
1.2 硬度法。
硬度法也不简单呢。
它是利用渗层和基体硬度不同这个特点来检测的。
一般来说，我们会从工件表面开始，沿着垂直方向用硬度计打点测量硬度。
随着深度增加，硬度会发生变化，当硬度值达到某个界限，这个界限就相当于渗层和基体的区分点了。
这就好比我们在土里挖宝藏，挖到硬度不一样的地方，就知道宝藏的边界了。
不过这方法需要多测几个点，取个平均值，避免误差，可不能像“瞎猫碰死耗子”那样随便测一下就了事。
二、碳氮共渗渗层硬度检测方法。
2.1 洛氏硬度检测。
洛氏硬度检测那可是常用的手段。
先把工件放在硬度计的工作台上，固定好。
然后根据渗层的大概硬度范围选择合适的洛氏硬度标尺。
这就像选武器一样，得选个合适的才能准确打击。
检测的时候，压头压入渗层表面，硬度计就能显示出硬度值了。
不过这洛氏硬度检测也有它的局限性，对于一些薄的渗层或者形状特殊的工件，可能就不太好操作了，就像“巧妇难为无米之炊”，条件不合适就不好办了。
2.2 维氏硬度检测。
维氏硬度检测也是个得力的方法。
它的压头是金刚石正四棱锥体，压入渗层后形成一个正方形的压痕。
通过测量压痕对角线的长度，再根据公式就能算出硬度值。
这种方法的优点是可以检测比较薄的渗层，精度也比较高。
但是呢，检测过程相对繁琐一点，就像绣花一样，得仔仔细细的，不能马虎。
2.3 显微硬度检测。
显微硬度检测那可是个精细活。
它主要用于检测渗层微观区域的硬度。
碳氮共渗热处理工艺(一)
碳氮共渗热处理工艺(一)碳氮共渗热处理工艺什么是碳氮共渗热处理工艺？碳氮共渗热处理工艺是指将碳和氮共同渗透到金属表面形成一定深度的复合渗层的热处理过程。
常见于钢铁制品，可增强材料硬度、耐腐蚀性、耐磨性等性能。
碳氮共渗的优点碳氮共渗相比单纯的碳渗和氮渗有以下优点：•提高硬度。
碳氮共渗后可形成较高硬度的表面层，增强了材料的抗磨性和耐用性。
•提高耐腐蚀性。
碳氮共渗后形成的表面层能够保护材料免受氧化和腐蚀的侵害。
•为材料提供淬火能力。
通过控制共渗液的温度和成分，可为材料提供合适的淬火性能，提高材料的强度和硬度。
碳氮共渗工艺碳氮共渗工艺常用的方法包括气体渗透法、电弧离子渗透法和盐浴渗透法等。
其中，气体渗透法是最为常见的方法，具体过程如下：1.准备共渗液。
将含有一定量的气体的共渗液加热至一定温度并保持一定时间，使气体分子分解并渗透到物品表面形成表面层。
2.选择适当的温度。
渗透液的温度是影响表面层厚度的重要因素，需要根据材料和要求的表面性能来确定。
3.渗透时间。
渗透时间与涂层厚度成正比，需要根据不同要求来确定。
碳氮共渗的应用碳氮共渗工艺被广泛应用于机械制造、汽车制造、航空航天等行业，如齿轮、轴承、涡轮叶片、气缸套等。
通过碳氮共渗可以改善这些零件的性能，提高它们的使用寿命和性能。
结语碳氮共渗热处理工艺的出现，极大地推动了材料科学和工业制造的进步。
通过研究和应用碳氮共渗工艺，我们可以为材料提供更优秀的性能和更可靠的保护层，同时提高工业产品的质量和市场竞争力。
注意事项在进行碳氮共渗工艺时，需要注意以下事项：1.渗透液的成分和温度需要根据材料和要求的表面性能来选择，需要遵守标准操作程序进行。
2.渗透时间需要根据需要确定，过短可能导致涂层不够厚，过长可能导致损坏物品表面。
3.在操作过程中需要严格控制温度，避免对材料产生不良影响。
4.碳氮共渗工艺需要在相应的设备和环境下进行，需要保证合适的设备和操作条件。
发展趋势碳氮共渗工艺自问世以来，不断得到完善和发展。
碳氮共渗_精品文档
碳氮共渗碳氮共渗技术在材料工程领域中扮演着重要的角色。
碳和氮是两个常见的元素，它们的共渗可以显著改善材料的性能，包括硬度、耐腐蚀性、耐磨损性以及高温性能等。
本文将介绍碳氮共渗的基本概念、工艺过程、影响因素以及应用领域。
碳氮共渗是一种将碳和氮同时渗入材料表面的过程。
通过在高温下将含有碳和氮的气体或固体与材料接触，使元素渗透到材料的表层中。
这种共渗过程不仅会增加材料的硬度，还会形成一种称为碳化物或氮化物的新相，从而显著改善材料的性能。
碳氮共渗的工艺过程通常分为几个步骤。
首先，需要选择合适的碳氮源和材料基体。
常用的碳源包括固体碳源，如石墨、金刚石等，以及气体碳源，如甲烷、乙烯等。
而氮源可以是氨气、氮气等。
材料基体通常是金属或陶瓷材料。
在共渗过程中，首先要将材料基体与碳氮源置于高温环境下，通常为800℃至1200℃。
然后，在一定时间内，让碳和氮渗透到材料的表面。
渗透速率受到温度、渗透剂浓度、渗透时间等因素的影响。
碳氮共渗的影响因素非常复杂，包括温度、渗透剂浓度、渗透时间、基体材料等。
温度是影响共渗速率和深度的关键因素。
高温可以提高材料的扩散速率，从而促进共渗的进行。
同时，渗透剂浓度和渗透时间也会直接影响共渗层的厚度和均匀性。
碳氮共渗技术在许多领域中具有广泛的应用。
其中最重要的应用之一是在材料硬度方面的提升。
碳氮共渗可以形成一种称为碳氮化物的新相，具有良好的硬度和耐磨损性。
因此，碳氮共渗被广泛应用于工具钢、汽车发动机零部件、轴承等领域。
此外，碳氮共渗还可以提高材料的耐腐蚀性能，使其更适合在恶劣环境中使用。
总之，碳氮共渗技术是一种重要的材料加工技术，它可以显著改善材料的性能。
通过调整温度、渗透剂浓度和渗透时间等参数，可以实现对共渗层性质的控制。
碳氮共渗在材料硬度、耐磨损性、耐腐蚀性等方面的应用表明，这种技术在工程领域中具有广泛的应用前景。
未来，随着材料科学的进一步发展，碳氮共渗技术将不断优化和创新，为材料工程带来更多的突破和进步。
碳氮共渗作用
碳氮共渗作用碳氮共渗作用________________________________碳氮共渗作用是指碳和氮在一个环境中共同参与的过程，在这一过程中，碳和氮互相影响，影响着环境的结构和功能。
碳氮共渗作用是一个复杂的、多方面的过程，它不仅受到环境条件和生物因子的影响，而且还受到生物因子的影响，这些因子之间存在着相互作用。
一、碳氮共渗作用的主要过程1、碳氧化过程碳氧化过程是指有机物利用氧化剂将有机物中的碳原子氧化，从而产生CO2。
这个过程需要氧化剂（如氧、水、酶）及有机物作为原料。
通常，植物体内通过光合作用将光能转化为化学能，利用氧化剂将CO2氧化成CO2，从而实现有机物的合成。
2、氮循环氮循环是指土壤中的氮元素在自然界中的循环过程，其中包括大气中氮的沉降、土壤中氮的吸收、植物体内氮的合成、土壤中氮的分解、生物排泄物中氮的释放和大气中氮的回收等。
这些过程之间存在相互作用，相互影响，是土壤中氮元素的循环。
3、酶解过程酶解过程是指利用酶将有机物中的碳原子与氮原子分解，以释放出CO2和NH3 等产物。
酶解可以分为两个阶段：一是酶水解阶段，二是非酶水解阶段。
在酶水解阶段，利用酶将有机物中的C-N 键分解；在非酶水解阶段，利用pH值、温度和时间将C-N键分解。
4、吸收过程吸收过程是指土壤中的微生物利用CO2 和NH3 作为原料，利用有机物中的C-N 键合成有机物。
土壤中存在大量微生物，它们能够将CO2 和NH3 吸收并利用它们合成大量有机物。
二、碳氮共渗作用对土壤肥力的影响1、促进土壤有机物的形成通过碳氮共渗作用，微生物能够将CO2 和NH3 吸收并利用它们合成大量有机物。
这些有机物不仅可以增加土壤的有机质含量，而且还能够促进微生物的生长和多样性，从而促进土壤的肥力。
2、促进根系发育通过碳氮共渗作用，CO2 和NH3 能够被微生物吸收并利用，形成大量有机物。
这些有机物不仅可以增加土壤的含水量，而且也可以促进根系的发育，使根系能够吸收更多的养分，从而促进植物的生长。
碳氮共渗(氰化)
工艺名称工艺概述目 的特 点应用范围气体碳氮共渗气体碳氮共渗是在具有渗碳、渗氮能力的混合气体(氨气、甲烷)中，将工件加热至一定温度，使工件表面同时渗入碳、氮两种原子的一种操作，依据共渗温度的不同，可分为： 高温气体碳氮共渗—通常在800～900℃温度范围内进行，基本以渗碳为主，渗层氮量较低，低温气体碳氮共渗—通常在500～600℃温度范围内进行，基本以渗氮为主，渗层碳量较低提高工件表面的硬度、耐磨性、抗蚀性和疲劳强度，兼有渗碳和渗氮的共同作用(1)与渗碳相比：温度低，工件变形小，而且降低动力消耗，延长设备使用寿命(特别是低温碳氮共渗)，此外，工件获得的硬度、耐磨性、抗蚀性和疲劳强度均比渗碳高(2)对于高温碳氮共渗，由于氮的渗入，增加了渗层的淬透性和回火稳定性，从面使普通碳钢在某些情况下可取代合金钢(3)生产周期短，且可利用一般气体渗碳炉气体碳氮共渗是应用最广泛的一种碳氮共渗方法 高温气体碳氮共渗主要用于处理一般碳钢和台金钢制作的结构件，适用于机床零件的大批量生产，可用以代替渗碳低温气体碳氮共渗主要用于高速钢和高铬钢制作的切削刀具及其他工模具的表面化学热处理液体碳氮共渗液体碳氮共渗主要依靠液体碳氮共渗盐(如氰化钠、氰化钾)在高温下分解，放出碳、氮两种原子渗入金属的表面，使其表面饱和碳、氮原子的一种操作，依据液体碳氮共渗盐浴温度的不同，可分为低温(500～560℃)、中温(800～870℃)或高温(900～950℃)液体碳氮共渗三种方法提高工件表面的硬度、耐磨性、抗蚀性和疲劳强度，兼有渗碳和渗氮的共同作用(1)与渗碳相比：温度低，工件变形小，而且降低动力消耗，延长设备使用寿命(特别是低温碳氮共渗)，此外，工件获得的硬度、耐磨性、抗蚀性和疲劳强度均比渗碳高(2)对于高温碳氮共渗，由于氮的渗入，增加了渗层的淬透性和回火稳定性，从而使普通碳钢在某些情况下可取代合金钢(3)盐介质有剧毒，故逐渐被淘汰高温碳氮共渗是以渗碳为主，常被渗碳所代替，目前很少采用，低温碳氮共渗仅适用于高速钢工具，目前又多被液体氮碳共渗、离子渗氮所代替，只有中沮碳氮共渗尚在一些中、小工厂采用，用于处理结构钢零件固体碳氮共渗固体碳氮共渗主要利用固体化学介质(黄血盐)，在高温下分解而放出活性碳、氮原于渗人工件表面。
渗碳、渗氮、碳氮共渗
渗碳、滲氮、碳氮共渗的说明
1.渗碳:渗碳后的工件经淬火和低温回火，使表面具有高硬度河耐磨性，而心部仍保持良好的塑性河韧性，从而满足工件外硬内韧的使用要求。
2.渗氮：零件渗氮后表面形成一层氮化物，不需要淬火就可以具有高的硬度、耐磨性、抗疲劳性河一定的腐蚀性，而且变形也很小，可以直接使用。
20Cr和40Cr渗碳淬火洛氏硬度HR C58-62.
渗氮用钢常常要求含有:Al、Cr、Mo等合金元素的钢，如果没有含上述元素（或含很少），因其生成的渗氮层很脆，容易剥落，不适合作为渗氮钢。
45钢的化学成分：
C=0.42 -0.50%；Si=0.17-0.37%；Mn=0.50-0.80%；Cr≤0.2%；Ni≤0.30%；Cu≤0.25%
故45#钢一般不能氮化。
适合氮化的钢有：38CrMoAlA，40Cr、42CrMo、50CrV等含有Al、Cr、Mo等合金元素的钢。
中高碳钢都可以淬火，锰钢也可以淬火。
3.碳氮共渗：又称氰化。
碳氮共渗是将钢件表面同时渗入碳原子河氮原子，形成碳氮共渗层，以提高工件的硬度、耐磨性河疲劳强度的处理方法。
渗碳、渗氮、碳氮共渗
渗碳、渗氮、碳氮共渗三者有什么不同？反映在材料题上具体有什么不一样的效果
渗碳:渗碳后的工件经淬火和低温回火，使表面具有高硬度和耐磨性，而心部仍保持良好的塑性和韧性，从而满足工件外硬内韧的使用要求。
渗氮：零件渗氮后表面形成一层氮化物，不需要淬火就可以具有高的硬度、耐磨性、抗疲劳性和一定的腐蚀性，而且变形也很小。
碳氮共渗：又称氰化。
碳氮共渗是将钢件表面同时渗入碳原子和氮原子，形成碳氮共渗层，以提高工件的硬度、耐磨性和疲劳强度的处理方法。
渗碳淬火、渗氮与碳氮共渗外观区别
三种热处理工艺处理的工件外观上差别不大，都有氧化色。
通过外观观察即可判定其热处理工艺的可能性不大。
渗氮是为什么。
渗碳是因为低碳钢含碳量不够。
那渗氮是为什么。
渗氮，是在一定温度下一定介质中使氮原子渗入工件表层的化学热处理工艺。
常见有液体渗氮、气体渗氮、离子渗氮。
传统的气体渗氮是把工件放入密封容器中，通以流动的氨气并加热，保温较长时间后，氨气热分解产生活性氮原子，不断吸附到工件表面，并扩散渗入工件表层内，从而改变表层的化学成分和组织，获得优良的表面性能。
渗入钢中的氮一方面由表及里与铁形成不同含氮量的氮化铁，一方面与钢中的合金元素结合形成各种合金氮化物，特别是氮化铝、氮化铬。
这
些氮化物具有很高的硬度、热稳定性和很高的弥散度，因而可使渗氮后的钢件得到高的表面硬度、耐磨性、疲劳强度、抗咬合性、抗大气和过热蒸汽腐蚀能力、抗回火软化能力，并降低缺口敏感性。
另外渗碳的最终目的是使渗过碳的工件表面获得很高的硬度，提高其耐磨程度。
渗碳工艺的几种常见方法
渗碳工艺的几种常见方法渗碳工艺是指在工件表面渗入一定的碳元素，以提高其硬度、耐磨性和耐蚀性。
常见的几种渗碳工艺有碳氮共渗、氧化盐渗碳、气体渗碳和液体渗碳等。
1.碳氮共渗碳氮共渗是通过一定的渗碳介质，使工件表面同时渗入碳和氮元素。
常用的介质有气体、液体和固体。
在碳氮共渗过程中，会形成高化深度的渗层，提高工件的硬度和耐磨性。
这种方法适用于高硬度、高耐磨性要求的工件，如汽车传动齿轮、滚动轴承等。
2.氧化盐渗碳氧化盐渗碳是将含有渗碳元素的盐溶液涂覆在工件表面，通过高温处理使盐溶液分解，释放出碳元素，然后与工件表面发生反应形成渗层。
这种方法对工件的硬度和耐磨性的提高效果较好。
常见的氧化盐包括氰化钠、氨气、盐酸等。
3.气体渗碳气体渗碳是将含有渗碳元素的气体作为渗碳介质，通过高温处理使其与工件表面发生反应形成渗层。
常见的气体渗碳方法有气体化学渗碳和气体物理渗碳。
气体化学渗碳是将渗碳气体直接与工件表面接触，在高温下进行反应。
气体物理渗碳则是将渗碳气体加热到高温后，使其分解生成渗碳碳源，再通过扩散机制渗入工件表面。
4.液体渗碳液体渗碳是将含有渗碳元素的液体，如甲醇溶液、水煤浆等涂覆在工件表面，通过高温处理使液体分解，释放出碳元素与工件表面发生反应形成渗层。
液体渗碳方法适用于形状复杂的工件，渗碳层的均匀性较好，能够提高工件的硬度和耐磨性。
以上是几种常见的渗碳工艺方法，每种方法都有其适用的工件和特点。
在实际应用中，可以根据工件的要求和材料特性选择合适的渗碳工艺，以提高工件的性能和使用寿命。
渗碳工艺的发展对于提高工件的耐磨性、疲劳性和抗腐蚀性具有重要意义，对于提高工业制造的质量和效率起到关键作用。
碳氮共渗处理
碳氮共渗处理环境污染是世界范围内现存的一大问题，特别是土壤污染，是人类日益关注的重要环境污染问题之一。
土壤污染是指土壤中有害物质含量超出国家规定标准，以致不能满足其他物种的生存和发展所需的一种情况。
碳氮共渗处理技术是指用阳离子、阴离子和有机物之间的相互透析，把有害物质从土壤中进行分离净化的技术。
碳氮共渗处理可以有效地解决土壤污染问题，促进环境的改善。
碳氮共渗处理具有多种优点。
首先，该技术可以有效分解有害物质，达到有效净化的目的。
其次，对于悬浮物中的大多数有机物，碳氮共渗处理可以有效进行分离。
此外，能够有效降低土壤有机物中有毒物质的浓度，从而具有良好的修复性和维护性能。
在碳氮共渗处理技术应用到土壤污染修复中，其处理过程主要包括两个环节：渗透环节，即将污染土壤中的有害物质溶解在渗透液中，便于进行净化；回收环节，即将污染土壤中的渗透液中的有害物质回收，避免其再次进入土壤，以便有效地净化土壤。
在实际运用碳氮共渗处理技术处理土壤污染时，需要充分考虑土壤性质及污染物类型等条件。
首先，土壤污染时应根据有害物质类型选择相应的处理方法作为修复技术，适合的处理技术才能有效解决土壤污染问题；其次，应考虑土壤性质，如土壤的pH值，水溶性有机物的浓度等；最后，应考虑处理的安全性及其对环境的影响。
基于上述，碳氮共渗处理技术是一种有效且可靠的污染修复技术，能够有效减少土壤污染对人类及其他生物群落的危害，从而改善环境质量和土壤肥力，促进土壤功能的恢复和维护。
同时，为了提高碳氮共渗处理的有效性，未来还需要进一步的研究，以便发展更有效的技术，进行有效的土壤污染修复。
总而言之，碳氮共渗处理技术在土壤污染处理中具有重要意义，可以有效降低土壤中有害物质的浓度，从而达到有效净化的目的，为改善环境质量和土壤肥力提供有力支持。
碳氮共渗处理
碳氮共渗处理
碳氮共渗处理是近年来发展起来的新型农田灌溉技术，它利用土壤和水之间的相互作用，通过氮素的共渗性，并以碳为渗透媒介，来管理水和氮的空间分布，同时提高肥料的定量利用效果，使农作物水土管理有效，解决作物水肥分离带来的土壤肥力低降，改善灌溉后土壤结构，降低土壤蒸发，减少肥料流失。
碳氮共渗处理主要包括以下几个方面：
一是碳氮共渗技术在农田灌溉中的应用，这项技术主要是将氮素以及碳源分散入土壤，以碳为渗透媒介，形成一种有机质混合物，优化水土结构，提高盐渍化的耐受性，让水分在层间转移更为有效，提高了肥料的共渗性和吸附性，控制氮的空间分布，使农田更好地利用施肥。
二是让碳氮共渗材料在灌溉的场景中发挥作用。
碳氮共渗材料可以是经过碳固定的蛋白质颗粒，或者是碳氮混合物，它们可以沿着土壤层之间的渗透通道，或者是穿过土壤表面，将氮素渗入土壤中，改善水肥分离现象，改变土壤肥力，促进水土保持和吸附氮素，提高农田水土管理效果。
三是碳氮共渗处理灌溉下的作物水肥效果。
碳氮共渗处理可以改变土壤结构，提高渗透性，防止水土流失，改善水分的分布，促进肥料的均匀排放，有效控制氮素的迁移，让肥料充分利用，提高了作物水肥效果。
碳氮共渗处理是一种有效的农田灌溉技术，它可以有效地解决农
田水肥分离导致的土壤肥力低降，改善灌溉后土壤结构，降低土壤蒸发，提高农作物的水土肥料管控效率，让灌溉后的农田更加肥沃，提高农作物的产量。
但是，这项技术也有局限性，比如不能有效地应对洪水灾害等，因此在实际应用时，我们应该对各种不同的因素进行全面考虑，充分利用碳氮共渗技术，为农业部门发展做出贡献。
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钢的碳氮共渗(第一讲)碳氮共渗是碳氮原子同时渗入工件表面的一种化学热处理工艺。
最早，碳氮共渗是在含氰根的盐浴中进行的，故此又称氰化。
渗碳与渗氮相结合的的工艺，具有如下特点：1．氮的渗入降低了钢的临界点。
氮是扩大γ相区的合金元素，降低了渗层的相变温度A1与A3，碳氮共渗可以在比较低的温度进行，温度不易过热，便于直接淬火，淬火变形小，热处理设备的寿命长。
2．氮的渗入增加了共渗层过冷奥氏体的稳定性，降低了临界淬火速度。
采用比渗碳淬火缓和的冷却方式就足以形成马氏体，减少了变形开裂的倾向，淬透性差的钢制成的零件也能得到足够的淬火硬度。
3．碳氮同时渗入，加大了它的扩散系数。
840~860℃共渗时，碳在奥氏体中的扩散速度几乎等于或大于930℃渗碳时的扩散速度。
共渗层比渗碳具有较高的耐磨性、耐腐蚀性和疲劳强度；比渗氮零件具有较高的抗压强度和较低的表面脆性。
按使用介质不同，碳氮共渗分为固体、液体、气体三种。
固体碳氮共渗与固体渗碳相似，经常采用30~40％黄血盐，10％碳酸铵和50~60％木炭为渗剂。
这种方法的生产效率低，劳动条件差，目前很少使用。
液体碳氮共渗以氰盐为原料，历史悠久，质量容易控制，但氰盐有剧毒，且价格昂贵，使用受到限制。
气体碳氮共渗的发展最快。
按共渗温度，碳氮共渗一般分为低温(500~560℃)、中温(780~850℃)和高温~880~950℃)三种。
前者以渗氮为主，现在已定义为氮碳共渗，后两者以渗碳为主。
习惯上所说的碳氮共渗，主要指中温气体氮碳共渗。
碳氮共渗零件的机械性能同渗层表面的碳氮浓度、渗层深度与浓度梯度有关。
共渗层的碳氮浓度必须严格控制，含量过低，不能获得高的强度、硬度与理想的残余应力，影响耐磨性与疲劳强度。
反之，则不仅表层出现大量不均匀的块状碳氮化合物，脆性增加；而且会使淬火后残余奥氏体量剧增，影响表面硬度和疲劳强度。
一般推荐最佳的碳、氮浓度分别为0.70~0.95％C和0.25~0.40％N。
对于少数在高接触应力下工作的合金钢零件，当要求表面具有较多均匀分布的碳氮化合物颗粒时，表面含碳量可达1.20~1.50％，甚至2~3％，含氮量仍在0.50％以下。
共渗层的深度应该与工件服役条件和钢材成分相适应。
心部的含碳量较高或工件的承载能力较低时，如纺织机钢令圈、40Cr钢制汽车齿轮，渗层应薄些，常在0.50mm以上。
一些原来渗碳的零件改为碳氮共渗，深度要求可适当减薄。
共渗层中的浓度梯度宜尽量平缓，以保证层深与心部良好结合，防止渗层剥落。
我们这里的碳氮共渗一般都采用880℃的温度，通入丙烷和氨气，至于去碳、氮的浓度我不清楚是如何控制的，只知道控制的是流量液体碳氮共渗(第二讲)液体碳氮共渗是采用含氰化物的盐浴作为共渗介质，利用氰化盐分解产生的活性碳、氮原子进行，也称氰化。
氰化盐通常由NaCN(KCN)、Na2CO3(K2CO3)以及NaCl(KCl)三种物质组成，其中NaCN是产生活性碳原子的来源，Na2CO3和NaCl用以控制盐浴的熔点，调节流动性。
生产中常用的液体碳氮共渗盐浴成分30％NaCN+40％Na2CO3+30NaCl。
熔点为605℃，使用温度在760~870℃之间。
加热时，NaCN与空气和盐浴中的氧作用，产生氰酸钠：2NaCN+O2→2NaCNO氰酸钠并不稳定，继续被氧化和自身分解，产生活性碳、氮原子。
2NaCNO+O2→Na2CO3+CO+2[C]4NaCNO→Na2CO3+CO+2[N]+2NaCN2CO→CO2+[C]由以上反应可以看出，盐浴的活性直接决定于NaCNO含量。
新配置的盐浴熔化后，不能立即使用，必须停留一段时间，使一部分NaCN 氧化为NaCNO。
适量的碳酸钠在盐浴中与氰化钠发生下列反应，起催化作用2NaCN+Na2CO3→2Na2O+2[C]+CO当碳酸钠含量超过限度后，将发生以下反应，生成大量二氧化碳，阻碍渗碳2NaCN+6Na2CO3→7Na2O+2[N]+5CO+3CO2因而对碳酸钠的含量必须控制。
综上所述，在使用过程中，氰化盐浴的成分是经常变化的。
要保持盐浴活性，必须定期添加新盐，更新盐浴，以调整盐浴中各组元的比例。
氰化层中的氮、碳含量随工艺温度不同而不同，温度升高，氰化层中的氮含量不断下降，而碳含量不断增加。
最常用的氰化温度为820~870℃。
低于这个温度，盐浴的流动性太差；高于这个温度，则盐浴剧烈蒸发。
因为氰化温度比较低，限制了碳氮原子的扩散速度，因而液体碳氮共渗多用于浅层，深度一般不超过0.60mm，时间不超过3h。
能够准确控制薄渗层的深度，乃是液体碳氮共渗的一大特点。
氰盐有剧毒，使用、保管必须特别注意，要有严格的安全措施。
所有设备及工件及废盐、废水必须认真进行解毒处理。
经氰化的工件，必须在5~10％Na2CO3水溶液中煮10~15min，然后在2％的沸腾磷酸溶液内中和，再在10％硫酸铜或硫酸亚铁溶液中多次洗涤，使得附着在工件表面上的氰盐全部消除。
然后再经热水洗涤，并在冷水中冲刷。
盐浴的沉淀物与清洗用的废水都需要经消毒处理，判明氰根含量符合排放标准后，方可排出车间。
为了解决氰盐的剧毒与价格昂贵的问题，国内有些单位研制了以尿素和碳酸盐为原料的无毒液体碳氮共渗剂，其反应原理如下：3(NH2)2CO+Na2CO3→2NaCNO+4NH3+2CO2其中氨气继续分解，产生氮原子；氰酸钠则分解出活性氮原子和一氧化碳。
这种盐浴成分的稳定性比较差，经常需要调整。
采用的原料虽然无毒，但反应的产物NaCN是有毒的，仍应注意消毒。
气体碳氮共渗(第三讲)气体碳氮共渗，是把含碳、氮的气体或液体有机化合物通入炉内，使其在一定温度下析出碳和氮的活性原子并渗入工件表面的工艺。
气体碳氮共渗不用氰盐，只要把一般气体渗碳设备稍加改装，便可进行共渗处理。
一．共渗介质和化学反应气体碳氮共渗使用的介质可分为两大类：一是渗碳剂加氨，另一类是含有碳氮元素的有机化合物。
1．渗碳剂加氨渗碳剂是供碳源，可用以丙烷富化的吸热式气体；氨气则是供氮源。
碳氮共渗时，将上述两种气体按比例同时通入炉罐，它们除各自发生渗碳反应和渗氮反应外，还相互作用：CH4+NH3→HCN+3H2CO+NH3→HCN+H2O新生的氰化氢(HCN)又在工件表面分解产生活性原子HCN→H2+2[C]+2[N]活性碳氮原子被工件表面吸收并向内部扩散，形成共渗表层。
调整和控制炉气的碳势与氮势，就能控制渗层质量。
2．直接滴注含有碳氮元素的有机液体，如三乙醇胺、尿素的甲醇溶液等。
三乙醇胺是一种暗黄色粘稠液体，在高温下的理论热分解反应为(C2H4OH)3N→3CO+NH3+3CH4实际反应是复杂的，热解后的气体成分随温度变化而变化。
三乙醇胺的主要缺点是粘度大、流动性差，管道容易堵塞。
为此，必须加大滴液管直径并增设冷却水套。
有的单位先将其裂化(840~860℃)，再通入工作炉；也有些单位用乙醇稀释(三乙醇胺与乙醇1：1)后使用。
尿素(NH2)2CO的甲醇溶液(最大溶解度为20%)也可以作为共渗介质，直接滴入炉内。
尿素在高温下分解出CO、H2、和[N](NH2)2CO→CO+2H2+2[N]甲醇在高温下分解产生CO和H2CH3OH→CO+2H2配置共渗溶液时，应该综合考虑液体的粘度和流动性、合理的碳氮配比等诸因素，确定溶液的混合比。
例如，某单位以三乙醇胺、甲醇及尿素的混合液为共渗剂，其成分为：三乙醇胺500ml+甲醇500 ml+尿素180g，取得了良好效果。
气体碳氮共渗的工艺参数(第四讲)共渗层的碳氮浓度和深度主要取决于共渗温度、时间和介质成分与供应量等因素：1．共渗温度共渗温度直接影响到介质的活性和碳氮原子的扩散系数，共渗速度随温度的升高而加快。
共渗温度还影响表层的碳氮浓度，渗层的含碳量随温度升高而增加，含氮量随温度的升高而下降。
高温碳氮共渗，以渗碳为主；低温碳氮共渗，以渗氮为主。
表层的碳浓度在900℃出现最大值，这是因为CO是弱渗碳剂，温度过高，活性碳原子供应不足造成的。
表层氮浓度随共渗温度上升而降低的原因有三个：一是温度愈高，氨分解速度愈快，大量的氨在与工件表面接触之前就分解完毕，减少了工件获得活性氮原子的机率；二是从状态图可知，氮在奥氏体中的溶解度于650℃随温度升高而降低；碳在奥氏体中的溶解度却随温度升高而增加，碳的存在进一步降低氮在奥氏体中的溶解度；三是随着温度升高，氮原子向内部扩散加剧，活性氮原子又供不应求，更易使表面含氮量下降。
共渗温度还影响直接淬火后表面的残余奥氏体量。
每一种钢有一个最低残余奥氏体量的对应温度。
超过这个温度，表层含碳量太高，残余奥氏体太多；低于这个温度，表层的含氮量过多，残余奥氏体也过量。
共渗温度的选择应综合考虑渗层质量、共渗速度与变形量等因素。
国内大多数工厂的碳氮共渗温度在820~860℃范围内。
温度超过900℃，渗层中含氮量太低，类似单纯渗碳，而且容易过热，工件变形较大。
温度过低，不仅速度慢，而且表层含氮量过高，容易形成脆性的高氮化合物，渗层变脆。
另外还将影响心部组织的强度和韧性。
对于某些受载不大的薄壁耐磨零件(如缝纫机零件，碾米机米筛)可以选择较低的温度，例如在750~810℃进行短时间碳氮共渗。
直接淬火后，表面能得到含氮马氏体与一定量的残余奥氏体，保证了硬度与耐磨性，并具有一定的韧性。
且因共渗温度在Ac3以下，心部保留部分铁素体，具有良好的塑性，便于校正变形。
少数零件可以采用Ac1以下碳氮共渗，经急冷淬火后表面获得一薄层含氮马氏体，心部组织保持不变，仍为铁素体+珠光体，变形最小。
2．共渗时间共渗时间主要决定于共渗温度、渗层深度和钢材成分。
渗剂的成分和流量、工件的装炉量等因素也有一定的影响。
共渗层深度与温度、时间的关系基本符合抛物线规律。
实验测得：渗层深度在0.50㎜以下时，平均共渗速度为0.20~0.30㎜/h；渗层深度为0.50~0.90㎜/h时，平均共渗速度约为0.20㎜/h，与气体渗碳相似。
实际生产中，工件出炉前必需观察试棒，检查渗层深度。
3．共渗介质的配比与供应量氨在共渗介质中所占的比例，影响渗层的碳氮浓度与组织状态。
在一定范围内加大氨量，能使表层含碳量增加。
氮的渗入能降低钢的临界点，增加了碳在奥氏体中的溶解度，加快碳原子的扩散速度，有利于碳的吸收与扩散。
但是，表面含氮量的增加是有一定限度的，这个限值与共渗温度有关。
过量的氨分解出大量的氮和氢，还会阻碍工件吸收碳。
氨在共渗介质中的比例，对共渗速度和共渗层深度也有影响。
在煤油热解气氛中通入20~40%氨气的效果最好。
低于这个比例，气氛的活性太差，共渗速度低；高于这个比例，表面形成碳氮化合物层，阻碍了碳氮原子的吸收与扩散，共渗速度下降。
综上所述，碳氮共渗时氨气所占比例应根据共渗温度、表层质量要求及渗碳介质的种类而加以合理选择。