氮化处理资料整理教学内容
氮化处理报告模板
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1. 摘要
本实验是针对具有致密性和耐腐蚀性的材料，采用氮化处理方法进行表面处理。
实验结果表明，经过氮化处理后，材料表面硬度和耐磨性均得到明显提高。
本文详细介绍了实验的具体步骤、处理前后的材料性能数据分析以及对实验结果的总结和展望。
2. 实验步骤
1.将待处理材料表面清洗干净。
2.将处理材料放入炉内。
3.打开炉门，密封炉门，将氮气注入炉内。
4.控制炉温，在900℃下进行氮化处理2个小时。
5.关闭氮气流入口，等待炉温降至常温，取出处理后的材料。
3. 材料性能测试
待处理材料和处理后的材料分别进行了硬度测试、耐磨性测试和耐蚀性测试，
测试结果如下：
3.1 硬度测试
待处理材料硬度为700HV，处理后的材料硬度为1400HV，硬度提高了100%。
3.2 耐磨性测试
待处理材料表面磨痕深度为3μm，处理后的材料表面磨痕深度为1μm，磨损
减少了66%。
3.3 耐蚀性测试
待处理材料在浸泡酸液中，2小时后受到严重腐蚀；处理后的材料在同等条件下，经过24小时依然能正常使用，耐蚀性提高了10倍以上。
4. 结论和展望
经过本次实验，采用氮化处理方法对材料进行表面处理，可以显著提高材料表
面硬度、耐磨性和耐蚀性等性能指标，为材料的使用提供了更好的保障。
同时也为下一步更深入的研究提供了宝贵的数据和经验，我们将继续深入探究其内在机理，希望能够开发出更加优秀的表面处理技术。
氮化处理
氮化处理一、定义氮化[1]；渗氮nitrding，nitrogen case hardenin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。
氮化处理又称为扩散渗氮。
气体渗氮在1923年左右，由德国人Fry首度研究发展并加以工业化。
由于经本法处理的制品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温，其应用范围逐渐扩大。
例如钻头、螺丝攻、挤压模、压铸模、鍜压机用鍜造模、螺杆、连杆、曲轴、吸气及排气活门及齿轮凸轮等均有使用。
二、氮化用钢简介传统的合金钢料中之铝、铬、钒及钼元素对渗氮甚有帮助。
这些元素在渗氮温度中，与初生态的氮原子接触时，就生成安定的氮化物。
尤其是钼元素，不仅作为生成氮化物元素，亦作为降低在渗氮温度时所发生的脆性。
其他合金钢中的元素，如镍、铜、硅、锰等，对渗氮特性并无多大的帮助。
一般而言，如果钢料中含有一种或多种的氮化物生成元素，氮化后的效果比较良好。
其中铝是最强的氮化物元素，含有0.85~1.5%铝的渗氮结果最佳。
在含铬的铬钢而言，如果有足够的含量，亦可得到很好的效果。
但没有含合金的碳钢，因其生成的渗氮层很脆，容易剥落，不适合作为渗氮钢。
一般常用的渗氮钢有六种如下：(1)含铝元素的低合金钢(标准渗氮钢)(2)含铬元素的中碳低合金钢SAE 4100，4300，5100，6100，8600，8700，9800系。
(3)热作模具钢(含约5%之铬)SAE H11(SKD–61)H12，H13(4)肥粒铁及麻田散铁系不锈钢SAE 400系(5)奥斯田铁系不锈钢SAE 300系(6)析出硬化型不锈钢17-4PH，17–7PH，A–286等含铝的标准渗氮钢，在氮化后虽可得到很高的硬度及高耐磨的表层，但其硬化层亦很脆。
相反的，含铬的低合金钢硬度较低，但硬化层即比较有韧性，其表面亦有相当的耐磨性及耐束心性。
因此选用材料时，宜注意材料之特征，充分利用其优点，俾符合零件之功能。
氮化基本原理及操作指南
氮化基本原理及操作指南氮化是一种化学反应，其中氨气在高温条件下与金属反应生成相应的金属氮化物。
氮化是一种常用的合成方法，可用于制备具有特殊性质的金属氮化物材料。
本文将介绍氮化的基本原理和操作指南。
一、氮化的基本原理：氮化反应的基本原理是通过氨气和金属的反应，生成相应的金属氮化物。
氨气（NH3）是一种含有氮原子的无机化合物，它具有较高的还原性。
金属在高温下与氨气反应时，氨气提供的氮原子与金属表面的空位结合，生成金属氮化物。
氮化反应一般在高温下进行，通常需要使用高温炉或其他加热设备。
二、氮化的操作指南：1.实验设备准备：（1）氮化炉：一般使用高温炉或热处理炉进行氮化反应。
炉内应有恒温控制装置，可将温度保持在所需的氮化温度范围内。
（2）反应容器：使用合适的金属容器来承载金属样品和氨气，一般选择可耐高温和氨气腐蚀的材料，如石英管。
（3）氨气源：使用高纯度的氨气供应。
建议在氨气通入反应容器前进行气体净化处理。
（4）其他实验装置：炉外温度监测仪器、气体流量计等。
2.操作流程：（1）样品准备：将要氮化的金属样品切成适当的尺寸，保证与氨气充分接触。
样品表面应保持干燥和清洁，以防止杂质的影响。
（2）氨气通入：打开氨气源，通过适当的气体流量控制装置将氨气引入反应容器中。
通常初始气体流量设置较小，然后逐渐增加，直至达到所需反应条件。
（3）温度控制：将反应容器放入预热好的氮化炉中，启动恒温控制装置，控制温度在所需范围内。
反应温度一般在500℃以上，但具体温度取决于所需氮化物的种类和性质。
（4）反应时间：根据具体反应物和反应条件，确定所需的氮化时间。
一般情况下，需要较长时间才能充分完成氮化反应。
在反应过程中，需定期检查反应进展情况。
（5）反应结束：将反应容器从炉中取出，关闭氨气源。
待反应容器冷却后，取出样品进行分析和测试。
三、氮化反应的注意事项：1.安全操作：氮化反应通常在高温下进行，需注意安全操作。
避免与高温部分直接接触，同时采取防护措施，如戴上耐高温手套、护目镜等。
热处理工艺中的氮化处理及其应用
热处理工艺中的氮化处理及其应用热处理工艺是一种通过加热和冷却来改变物体性质的方法，常用于金属材料的加工和改进。
在热处理工艺中，氮化处理作为一种重要的方法广泛应用于各个领域。
本文将全面介绍氮化处理的基本原理、方法和应用。
一、氮化处理的基本原理氮化处理是通过在金属材料表面引入氮元素，改变表面组织结构和性能来提高材料的硬度、耐磨性和耐腐蚀性能。
氮化处理的基本原理是在高温下，金属表面与氮气反应生成金属氮化物。
在这个过程中，氮气分子离解为氮离子，在金属表面上与金属原子结合形成金属氮化物层。
二、氮化处理的方法1. 氨气氮化法氨气氮化法是最常用的氮化处理方法之一。
该方法根据加工要求，在特定的气氛中将金属材料加热到一定温度，使其表面发生化学反应。
氮气气氛中的氨气将与金属表面反应生成金属氮化物。
2. 盐浴氮化法盐浴氮化法是将金属材料浸入特殊的盐浴中进行氮化处理。
盐浴中含有氮气和金属氨基化物，通过加热使盐浴中的氮浸入金属材料表面，形成金属氮化物层。
3. 等离子氮化法等离子氮化法是利用等离子体的高温和高能量对金属材料进行表面处理。
等离子体中存在大量的活性氮离子，可以使金属表面迅速地与氮元素结合形成金属氮化物层。
三、氮化处理的应用1. 工具材料氮化处理可以提高工具材料的硬度和耐磨性，延长其使用寿命。
在切削工具、钻头、刀具等制造中广泛应用氮化处理技术，使工具具备更好的切削性能和耐久性。
2. 模具材料氮化处理可以显著提高模具材料的硬度、耐磨性和耐蚀性，使其能够承受更高的工作负荷和更复杂的加工环境。
在塑料模具、压铸模具和冲压模具等制造中广泛应用氮化处理技术，提高模具的使用寿命和稳定性。
3. 表面涂层氮化处理可用作一种表面涂层技术，通过在金属表面形成一层坚硬的金属氮化物，提高材料的耐磨、耐蚀和耐高温性能。
在汽车、航空航天和船舶等领域应用广泛，用于加强金属材料的表面保护。
4. 天然石墨的改性氮化处理可以用于改性天然石墨的制备。
氮化处理后的天然石墨具有较高的硬度和耐磨性，可用于电池、润滑材料和导热材料等领域。
氮化处理工艺
氮化处理工艺氮化处理（Nitriding）是钢件对热处理外表面保护和强度改进的一种杀伤性表面处理，它是通过向钢件外表面通过气体渗入氮化物，来改变外表面层的组织结构，提升钢的硬度、耐久性和耐腐蚀性来实现的。
一、氮化处理原理氮化处理是一种表面强化处理技术，利用热处理温度下可结合钢表面进行化学反应生成金属氮化物混合物而实现，氮化物层具有很高的抗摩擦性、耐磨损性，很好的热韧性和抗腐蚀能力，这种处理可以满足磨损和耐腐蚀性需求，从而提高材料的性能与使用寿命。
二、氮化处理的类型1. 蒸汽氮化：也叫做温化氮化，是将空气中的氮分子通过蒸汽的形式放入钢材材料，适用于碱金属基体的氮化处理，能够制得一层较厚、硬度高、耐磨损性强、表面因含有少量氧化物而深灰色的氮化层；2. 气体氮化：主要利用蒸气冷凝或被氧化型非金属基体金属与空气中的氮化物进行反应，使金属表面形成一层深灰色、光滑、耐腐蚀的氮化层；3. 等离子氮化：它是利用等离子体技术，在低温条件下，以一种比压控制的低温的等离子体处理，使钢的表面形成一层由高分子组成的氮化膜；4.溅射氮化：溅射氮化是利用金属氮化物的表面溅射技术，将氮化物的单体的离子溅到钢的表面，使钢的表面形成氮化膜。
三、氮化处理的优缺点优点：1. 氮化处理可大大改善表面硬度，使其具有更好的耐磨性，延长使用寿命；2. 氮化处理可防止表面腐蚀，提高耐腐蚀性，使其具有更好的热韧性；3. 氮化处理可提高表面的抗冲击力，使其对冲击有更佳的表现；4. 氮化处理可改善表面质量，从而改善产品的外观，使其具有增加市场竞争力。
缺点：1. 氮化处理产生的氮化层膜残留不容易去除，容易在表面形成洼槽；2. 氮化处理时有些钢材表面温度过高，容易引起表面碳化、氢化；3. 氮化处理依赖设备质量，操作环境，控制体系等，不稳定；4. 氮化处理成本较高，工艺复杂度高。
四、氮化处理的注意事项1. 氮化处理的钢材材质需符合实际需求；2. 氮化处理室环境要求干净，过度脏污有可能导致产品质量不稳定；3. 氮化处理温度要控制在可接受的范围，保温时间也要适当，以免影响外观品质；4. 氮化处理后的表面要加以小心的处理，以保证表面硬度。
氮化处理技术
氮化处理技术：调质后的零件，在渗氮处理前须彻底清洗干净，兹将包括清洗的渗氮工作程序分述如下：（1）渗氮前的零件表面清洗大部分零件，可以使用气体去油法去油后立刻渗氮。
但在渗氮前之最后加工方法若采用抛光、研磨、磨光等，即可能产生阻碍渗氮的表面层，致使渗氮后，氮化层不均匀或发生弯曲等缺陷。
此时宜采用下列二种方法之一去除表面层。
第一种方法在渗氮前首先以气体去油。
然后使用氧化铝粉将表面作abrassive cleaning 。
第二种方法即将表面加以磷酸皮膜处理（phosphate coating）。
（2）渗氮炉的排除空气将被处理零件置于渗氮炉中，并将炉盖密封后即可加热，但加热至150℃以前须作炉内排除空气工作。
排除炉内的主要功用是防止氨气分解时与空气接触而发生爆炸性气体，及防止被处理物及支架的表面氧化。
其所使用的气体即有氨气及氮气二种。
排除炉内空气的要领如下：（1）被处理零件装妥后将炉盖封好，开始通无水氨气，其流量尽量可能多。
（2）将加热炉之自动温度控制设定在150℃并开始加热（注意炉温不能高於150℃）。
（3）炉中之空气排除至10％以下，或排出之气体含90％以上之NH3时，再将炉温升高至渗氮温度。
（3）氨的分解率渗氮是铺及其他合金元素与初生态的氮接触而进行，但初生态氮的产生，即因氨气与加热中的钢料接触时钢料本身成为触媒而促进氨之分解。
虽然在各种分解率的氨气下，皆可渗氮，但一般皆采用15～30％的分解率，并按渗氮所需厚度至少保持4～10小时，处理温度即保持在520℃左右。
（4）冷却大部份的工业用渗氮炉皆具有热交换几，以期在渗氮工作完成后加以急速冷却加热炉及被处理零件。
即渗氮完成后，将加热电源关闭，使炉温降低约50℃，然后将氨的流量增加一倍后开始启开热交换机。
此时须注意观察接在排气管上玻璃瓶中，是否有气泡溢出，以确认炉内之正压。
等候导入炉中的氨气安定后，即可减少氨的流量至保持炉中正压为止。
当炉温下降至150℃以下时，即使用前面所述之排除炉内气体法，导入空气或氮气后方可启开炉盖。
氮化处理资料整理
氮化处理：又名扩散渗氮或渗氮氮化处理是指一种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。
经氮化处理的制品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温的特性Ps：是一种表面热处理工艺，表面渗人氮元素，有一层很薄的化合物层（白亮层）。
既耐磨，又有一定的耐蚀性。
一般情况下氮化处理是最后一道工序但要求精度高的也可以加一道精磨或超精磨工序，一般为研磨，不再进行别的切削加工。
氮化的作用1、氮化能使零件表面有更高的硬度和耐磨性。
例如用38CrMoAlA钢制作的零件经氮化处理后表面的硬度可达hv=950—1200，相当于hrc=65—72，而且氮化后的高强度和高耐磨性保持到500—600℃，不会发生显著的改变。
2、能提高抗疲劳能力。
由于氮化层内形成了更大的压应力，因此在交变载荷作用下，零件表现出具有更高的疲劳极限和较低的缺口敏感性，氮化后工件的疲劳极限可提高15—35%。
3、提高工件抗腐蚀能力，由于氮化使工件表面形成一层致密的、化学稳定性较高的ε相层，在水蒸气中及碱性溶液中具有高的抗腐蚀性，此种氮化法又简单又经济，可以代替镀锌、发蓝，以及其它化学镀层处理。
此外，有些模具经过氮化，不但可以提高耐磨性和抗腐性，还能减少模具与零件的粘合现象，延长模具的工作寿命。
优点：优异的耐磨性、耐疲劳性，耐蚀性及耐高温的特性，表面改性显著，且处理前后尺寸变化小，能保持制件的精度。
以提高耐磨性、抗疲劳性能为目的的渗氮通常在500～570℃进行；以提高耐蚀性为目的的渗氮温度也不高于650℃。
实际应用：钻头、螺丝攻、挤压模、压铸模、鍜压机用鍜造模、螺桿、连桿、曲轴、吸气及排气活门及齿轮凸轮等均有使用。
（大概耐到什么程度）缺点：氮化的零件其氮化层一般比较浅（浅浅的一层），为0.04mm左右，再深就比较困难<太脆>，故一般氮化零件不能承受重载荷。
适用材料：主要用于合金钢类，铸铁，碳钢，合金钢，不锈钢，钛合金。
关于硬氮化和软氮化：硬氮化：又名渗氮，也称常规氮化，渗入钢表面的是单一“氮”元素。
氮化基本原理及操作指南
氮化基本原理及操作指南1. 氮化基本原理及操作指南本人多年从事氮化炉的安装及工艺调试工作，总结了一些氮化操作原理和要点，和大家一起讨论，请大家多多指教。
氮化基本原理及操作指南(仅供参考)一、概论：1、氮化就是把氮渗入钢件表面，形成富氮硬化层的化学热处理过程。
2、氮化处理：氮化处理是利用氨在一定温度下(500~600℃)，所分解的活性氮原子向钢的表面层渗透扩散而形成铁氮合金，从而改变钢件表面机械性能(增强耐磨性，增加硬度，提高耐蚀性等)和物理、化学性质。
3、氮化过程：氮化共有三个过程：(1)氨的分解随着温度的升高，氨的分解程度加大，生成活性氮原子。
2NH3→6H+2[N](2)吸收过程钢表面吸收氮原子，先溶解形成氮在Q-Fe中的饱和固溶体，然后再形成氮化物。
2mFe+2[N]→2FemN(3)扩散过程氮从表面饱和层向钢内层深处进行扩散，形成一定深度的氮化层。
二、工件如何进行氮化1、组织准备氮化工件在氮化前，必须具有均匀一致的组织，否则氮化层质量不高，通常都是采用调质、(淬火)处理来作为预备热处理。
2、气密性检查氮化前应对加热炉、氮化罐和整个氮化系统的管道接头处进行气密性检查，保证氨气不漏和在管路中的畅通无阻。
3、工件工作面的抛光清洁要求氮化的表面要经过认真的打磨抛光(像镜面一样)及仔细的检查，氮化表面应无油迹、锈蚀、尖角、毛刺、碰伤和洗涤不掉的脏物，对于非氮化面要检查防护镀层是否完整。
要氮化前清洗零件≤2小时，先用干净棉纱擦净油污，再用汽油、酒精或四氯化碳等清洗，也可用稀盐酸或10％碳酸钠(Na2CO3)沸腾的溶液中去油，一般在溶液中煮沸8-10分钟，然后用清水反复洗涤。
另外组织吹干、擦千。
装炉时，对于易变形零件，如杆件，最好垂直吊挂在罐中。
4、防止工件局部氮化有些工件某些部位不需要氮化，可以用以下几种方法加以防止。
(1)镀金属法a,b(略)(2)涂料法a,b,c,d(略)5、通入氨气前应注意事项(1)氨气(液氨)：要求水、油总含量≤0.2%，氨(NH3)含量≥99.8％。
零件的氮化处理相关知识知识讲解
氮化处理又称为扩散渗氮。
气体渗氮在1923年左右，由德国人Fry首度研究发展并加以工业化。
由於经本法处理的制品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温，其应用范围逐渐扩大。
例如钻头、螺丝攻、挤压模、压铸模、鍜压机用鍜造模、螺桿、连桿、曲轴、吸气及排气活门及齿轮凸轮等均有使用。
一、氮化用钢简介传统的合金钢料中之铝、铬、钒及钼元素对渗氮甚有帮助。
这些元素在渗氮温度中，与初生态的氮原子接触时，就生成安定的氮化物。
尤其是钼元素，不仅作为生成氮化物元素，亦作为降低在渗氮温度时所发生的脆性。
其他合金钢中的元素，如镍、铜、硅、锰等，对渗氮特性并无多大的帮助。
一般而言，如果钢料中含有一种或多种的氮化物生成元素，氮化后的效果比较良好。
其中铝是最强的氮化物元素，含有0.85～1.5％铝的渗氮结果最佳。
在含铬的铬钢而言，如果有足够的含量，亦可得到很好的效果。
但没有含合金的碳钢，因其生成的渗氮层很脆，容易剥落，不适合作为渗氮钢。
一般常用的渗氮钢有六种如下：（1）含铝元素的低合金钢（标准渗氮钢）（2）含铬元素的中碳低合金钢 SAE 4100，4300，5100，6100，8600，8700，9800系。
（3）热作模具钢（含约5％之铬） SAE H11 （SKD – 61）H12，H13（4）肥粒铁及麻田散铁系不锈钢SAE 400系（5）奥斯田铁系不锈钢 SAE 300系（6）析出硬化型不锈钢 17 - 4PH，17 – 7PH，A – 286等含铝的标准渗氮钢，在氮化后虽可得到很高的硬度及高耐磨的表层，但其硬化层亦很脆。
相反的，含铬的低合金钢硬度较低，但硬化层即比较有韧性，其表面亦有相当的耐磨性及耐束心性。
因此选用材料时，宜注意材料之特徵，充分利用其优点，俾符合零件之功能。
至於工具钢如H11（SKD61）D2（SKD –11），即有高表面硬度及高心部强度。
二、氮化处理技术：调质后的零件，在渗氮处理前须澈底清洗乾净，兹将包括清洗的渗氮工作程序分述如下：（1）渗氮前的零件表面清洗大部分零件，可以使用气体去油法去油后立刻渗氮。
氮化处理
氮化处理一、定义氮化[1]；渗氮nitrding,nitrogen case hardenin+0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。
氮化处理又称为扩散渗氮。
气体渗氮在1923年左右，由德国人Fry首度研究发展并加以工业化。
由于经本法处理的制品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温，其应用范围逐渐扩大。
例如钻头、螺丝攻、挤压模、压铸模、鍜压机用鍜造模、螺杆、连杆、曲轴、吸气及排气活门及齿轮凸轮等均有使用。
二、氮化用钢简介传统的合金钢料中之铝、铬、钒及钼元素对渗氮甚有帮助。
这些元素在渗氮温度中，与初生态的氮原子接触时，就生成安定的氮化物。
尤其是钼元素，不仅作为生成氮化物元素，亦作为降低在渗氮温度时所发生的脆性。
其他合金钢中的元素，如镍、铜、硅、锰等，对渗氮特性并无多大的帮助。
一般而言，如果钢料中含有一种或多种的氮化物生成元素，氮化后的效果比较良好。
其中铝是最强的氮化物元素，含有0.8 5～1.5％铝的渗氮结果最佳。
在含铬的铬钢而言，如果有足够的含量，亦可得到很好的效果。
但没有含合金的碳钢，因其生成的渗氮层很脆，容易剥落，不适合作为渗氮钢。
一般常用的渗氮钢有六种如下：（1）含铝元素的低合金钢（标准渗氮钢）（2）含铬元素的中碳低合金钢SAE 4100，4300，5100，6100，8600，8700，9800系。
（3）热作模具钢（含约5％之铬）SAE H11 （SKD –61）H12，H13（4）肥粒铁及麻田散铁系不锈钢SAE 400系（5）奥斯田铁系不锈钢SAE 300系（6）析出硬化型不锈钢17 - 4PH，17 –7PH，A –286等含铝的标准渗氮钢，在氮化后虽可得到很高的硬度及高耐磨的表层，但其硬化层亦很脆。
相反的，含铬的低合金钢硬度较低，但硬化层即比较有韧性，其表面亦有相当的耐磨性及耐束心性。
因此选用材料时，宜注意材料之特征，充分利用其优点，俾符合零件之功能。
资料│你必须知道的氮化处理的五大优点
资料│你必须知道的氮化处理的五大优点氮化处理是表面热处理的一种,表面渗氮,使表面有一定的硬度。
氮化处理又称为扩散渗氮。
氮化处理五大优点一、高硬度和高耐磨性对38CrMoAlA等氮化钢制零件,氮化后的表层硬度可以提高到HV1000~1200,相当于HRC70左右。
这显然是一般淬火或渗碳淬火处理达不到的。
尤其宝贵的是,这种高硬度可在500℃左右长期保持不下降。
由于硬度高,耐磨性也很好,能抗各种类型的磨损。
二、较高的疲劳强度氮化后,零件表面形成的各种氮化物相的比容比铁大,因此氮化后表面产生了较大的残余压应力。
表层残作压应力的存在,能部分地抵消在疲劳载荷下产生的拉就力,延缓疲劳破坏过程,使疲劳强度显著提高。
同时氮化还使工件的缺口敏感性降低。
一般合金钢氮化后,疲劳极限可提高25%~35%;有缺口的试样,可提高2~3倍。
三、较高的抗咬合性能一些承受高速相对滑动的零件很容易发生卡死或擦伤,而氮化零件在短时间缺乏润滑或过热的条件下,仍能保持高硬度,具有较高的抗咬合性能。
四、较高的抗蚀性氮化后零件表面形成了一层致密的化学稳定性较高的氮化物层,显著地提高了抗腐蚀性能,并能抵抗大气、自来水、水蒸气、苯、油污、弱减性溶液的腐蚀,保持了良好的抗蚀性。
五、变形小且具有规律性因为氮化温度低,一般为480~580℃,升降温速度又很慢,零件心部也无组织转变,仍保持调质状态的组织,所以氮化后的零件变形很小,而且变形的规律可以掌握和控制。
由NM气体(H2S等)使氮化前产品的表面呈现活性化,在氮化处理的同时,使硫化物在产品表面扩散。
通过使产品最表面生成硫黄化合物(硫化鉄),提高初期的适应性及摩耗特性(通过固体润滑作用)。
全电脑控制,组织、硬度和氮化层均匀且重复性好。
气体浸硫氮化的特征: 气体浸硫氮化(Multinite)的使用原料是N2、NH3及NM气体;氮化的温度在400~620 ℃;处理时间在3~5小时。
使用气体浸硫氮化有耐磨性、耐烧性、耐咬合性、疲劳强度、耐蚀性、制振性良好的优点。
氮化处理
上世纪70（？）年代英国人提出了一个叫‘氮势’的概念，列出了一个数学表达公式，根据这个公式，计算出氨分解率同炉气氮势的对应关系，从此情况有了突破性的变化，人们开始弄清楚了渗氮的过程是可以控制的。在某一固定温度下，如果炉气的氮势降低到某一数字，不论多长时间都不会在表面形成ε或γ＇相，但氮原子仍然可以渗入钢中（但渗速随着炉气氮势的下降而变慢），这个氮势称为‘临界氮势’，开始生成γ＇相的临界氮势比ε相要低些。这个临界氮势值是温度的函数。实际生产中所用的氮势通常都高于临界值，研究发现，白亮层的开始生成需要一定的时间，在这之前，没有白亮层出现；氮势下降，开始生成白亮层的时间随之延长，也就是说，某一钢牌号，在既定温度下，与渗氮时间相对应的能够生成白亮层有一个最低氮势，这个氮势叫‘门槛值’。如果把炉气的氮势始终控制在门槛值曲线的下方，就可以获得无白亮层的渗氮组织，这就为可控渗氮奠定了基础；现在的计算机技术可以自动跟踪预先设定的氮势值程序，实践证明，可控渗氮的运用可以明显的减薄白亮层的厚度。目前，关于氮势门槛值只有一些零星数据和工厂自己掌握的专有资料，因为钢号―氮势―温度－时间四者之间的排列组合即便经过优选也是相当大的数字，要建立一整套氮势门槛值的数据库和实用的数学模型所需要的试验工作量和花费将是惊人的，恐怕要等好多年。
第三章表面课件课件氮化
第三章 钢的氮化钢的氮化是仅次于渗碳的重要的化学热处理之一。
本章首先介绍涉及钢的氮化的有关基本知识，然后讨论氮化热力学和动力学问题，为制定合金钢的强化氮化工艺打好基础。
此外，本章还对诸如辉光粒子氮化合氮化钢件的质量检验等作了介绍。
§3-1. 氮化基本知识本节介绍了Fe-N 二元系相图，进而讨论了纯铁和碳钢的氮化层组织与性能，说明了纯铁和碳钢不能进行强化氮化的原因后，研究了合金钢的氮化层的强化机理。
一. Fe-N 状态图。
铁氮状态图示研究氮化层组织、相结构及氮浓度沿渗氮层分布的重要依据。
图3-1为铁氮系状态图。
从该图上可知：铁与氮可以形成五种相。
分别介绍如下：1. a 相。
为氮在a -Fe 中的间隙固溶体，具有体心立方晶格。
在590˚C 时氮在其中的最大固溶度约为0.1%，室温下仅含氮0.0004%。
其晶格常数受含氮量的影响在2.8664-2.877Ǻ范围内。
含氮的亦称含氮铁素体，它具有逆磁性。
1. γ相。
是具有面心立方晶格的间隙式含氮固溶体，也称含氮奥氏体。
氮原子无序地分布于八面体间隙内。
γ相在共析温度以上存在，共析点含氮量为2.35%。
在650˚C 时氮的最大固溶度为2.8%。
在温度为590˚C 时，γ相发生共析转变：5902.35%0.11% 5.6%'oC γγ−−−→∂+←−−− 当过冷度大时，γ相会发生马氏体转变，得到含氮马氏体，称为a'相。
a'相回火后得到亚稳定的a''相（相当于氮化物Fe 16N 2)，随后才转变成稳定结构的氮化物Fe 4N （即γ'相）。
3. γ'相。
它是一种以氮化物Fe 4N 为基的固溶体。
在590˚C 时含氮量为5.3-5.75%。
γ'相仅存在于5650±˚C 以下，高于此温度后即发生分解而成为ε相。
4.ε相。
它是以氮化物Fe 2-3N 为基的固溶体，存在于含氮4.55-11.0%的很宽的成分范围。
渗氮及氮化处理资料
渗氮渗氮，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。
如果在渗氮过程中同时渗入碳以促进氮的扩散，则称为氮碳共渗。
常用的是气体渗氮和离子渗氮。
原理应用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。
与渗碳工艺相比，渗氮温度比较低，因而畸变小，但由于心部硬度较低，渗层也较浅，一般只能满足承受轻、中等载荷的耐磨、耐疲劳要求，或有一定耐热、耐腐蚀要求的机器零件，以及各种切削刀具、冷作和热作模具等。
渗氮有多种方法，常用的是气体渗氮和离子渗氮。
钢铁渗氮的研究始于20世纪初，20年代以后获得工业应用。
最初的气体渗氮，仅限于含铬、铝的钢，后来才扩大到其他钢种。
从70年代开始，渗氮从理论到工艺都得到迅速发展并日趋完善，适用的材料和工件也日益扩大，成为重要的化学热处理工艺之一。
气体渗氮一般以提高金属的耐磨性为主要目的，因此需要获得高的表面硬度。
它适用于38CrMoAl等渗氮钢。
渗氮后工件表面硬度可达HV850～1200。
渗氮温度低，工件畸变小，可用于精度要求高、又有耐磨要求的零件，如镗床镗杆和主轴、磨床主轴、气缸套筒等。
但由于渗氮层较薄，不适于承受重载的耐磨零件。
气体参氮可采用一般渗氮法（即等温渗氮）或多段（二段、三段）渗氮法。
前者是在整个渗氮过程中渗氮温度和氨气分解率保持不变。
温度一般在480～520℃之间,氨气分解率为15～30%,保温时间近80小时。
高中化学必修一氮教案
高中化学必修一氮教案
教学目标：通过本节课的学习，让学生了解氮的化学性质、应用和重要性。
教学重点：氮的物理性质、化学性质、应用及重要性。
教学难点：氮气的分离和制备方法。
教学准备：PPT、实验器材、氮气气瓶、氮气生成器、氮气分离实验器材等。
教学过程：
一、导入（5分钟）
通过问答的形式，让学生了解氮的性质及应用，并引出本节课的主题。
二、讲解氮的性质（15分钟）
1.介绍氮气的物理性质，如无色、无味、无臭等。
2.讲解氮气的化学性质，如稳定性高、不易与其他元素发生反应等。
3.讲解氮的存在形式及制备方法。
三、实验（20分钟）
进行氮气的分离和制备实验，观察氮气的制备过程和性质，让学生通过实验了解氮气的制备方法和性质。
四、讲解氮的应用及重要性（15分钟）
1.介绍氮的应用领域，如氮气在食品保鲜、化肥生产、半导体制造等方面的重要作用。
2.讲解氮对地球生态平衡的重要性，如氮在大气中的贡献等。
五、让学生进行小结（5分钟）
让学生总结本节课学习的内容，并询问他们对氮的理解和认识。
六、作业布置（5分钟）
布置相关思考题，让学生进行思考和总结，并在下节课交流。
教学反思：通过本节课的教学，学生对氮的性质、应用和重要性有了更深入的了解，实验环节的设置也增加了学生的实践能力和动手能力，有利于学生对化学知识的理解和应用。
氮化处理的缺陷及原因分析资料
氮化处理的缺陷及原因分析资料一、引言模具进行氮化处理可显著提高模具表面的硬度、耐磨性、抗咬合性、抗腐蚀性能和抗疲劳性能。
由于渗氮温度较低，一般在500-650℃范围内进行，渗氮时模具芯部没有发生相变，因此模具渗氮后变形较小。
一般热作模具钢(凡回火温度在550-650℃的合金工具钢)都可以在淬火、回火后在低于回火温度的温度区内进行渗氮；一般碳钢和低合金钢在制作塑料模时也可在调质后的回火温度下渗氮；一些特殊要求的冷作模具钢也可在氮化后再进行淬火、回火热处理。
实践证明，经氮化处理后的模具使用寿命显著提高，因此模具氮化处理已经在生产中得到广泛应用。
但是，由于工艺不正确或操作不当，往往造成模具渗氮硬度低、深度浅、硬度不均匀、表面有氧化色、渗氮层不致密、表面出现网状和针状氮化物等缺陷，严重影响了模具使用寿命。
因此研究模具渗氮层缺陷、分析其产生的原因、探讨减少和防止渗氮缺陷产生的工艺措施，对提高模具的产品质量，延长使用寿命具有十分重要的意义。
二、模具渗氮层硬度偏低模具渗氮表层硬度偏低将会降低模具的耐磨性能，大大减少渗氮模具的使用寿命。
模具渗氮层硬度偏低的原因(1)渗氮模具表层含氮量低。
这是由于渗氮时炉温偏高或者在渗氮第一阶段的氨分解率过高，即炉内氮气氛过低。
(2)模具预先热处理后基体硬度太低。
(3)渗氮炉密封不良、漏气或初用新的渗氮罐。
预防措施：适当降低渗氮温度，对控温仪表要经常校正，保持适当的渗氮温度。
模具装炉后应缓慢加热，在渗氮第一阶段应适当降低氨分解率。
渗氮炉要密封，对漏气的马弗罐应及时更换。
新渗氮罐要进行预渗氮，使炉内氨分解率达到平稳。
对因渗氮层含氮量较低的模具可进行一次补充渗氮，其渗氮工艺为：渗氮温度520℃ ，渗氮时间8～10h，氨分解率控制在20％-30％。
在模具预先热处理时要适当降低淬火后的回火温度，提高模具的基体硬度。
三、模具渗氮层浅模具渗氮层浅将会缩短模具硬化层耐磨寿命。
模具渗氮层偏浅的原因：(1)模具渗氮时间太短、渗氮温度偏低、渗氮炉有效加热区的温度分布不均匀、渗氮过程第一阶段氮浓度控制不当(氨分解率过高或过低)等。
氮化工艺的详细讲解
氮化工艺的详细讲解#热处理基础知识氮原子序数为7，比碳大1，原子结构与碳不同，因此氮元素与铁元素的化学作用和金属晶体学作用完全不同于碳与铁的相互作用。
渗氮温度比渗碳温度低得多，渗氮层的结构也比渗碳层复杂得多。
本期分别简要介绍渗氮和氮碳共渗的原理、工艺方法、作用及渗层检查。
一、渗氮钟罩式氮化炉出炉场景1.1渗氮原理渗氮，也叫氮化，有时候为了区别软氮化，也称硬氮化，但就渗氮层硬度来讲，并无软硬之分。
渗氮工艺过程和其它化学热处理一样，包括渗剂反应、溶剂中扩散、相界面反应、氮元素在铁中扩散，以及扩散过程中氮化物的形成。
渗剂中的反应主要指渗剂中分解出含有活性氮原子的过程，该物质通过渗剂中的扩散输送至铁表面，参与界面反应，在界面反应中产生的活性氮原子被铁表面吸收，进而向内部扩散。
渗氮使用最多的介质是氨气，在渗氮温度下，氨是亚稳定的，它发生如下分解反应：2NH3＜＝＞3H2+2［N］当活性氮原子遇到铁原子时，则发生下列反应：Fe+［N］＜＝＞Fe（N）4Fe+［N］＜＝＞Fe4（N）2~3Fe+［N］＜＝＞Fe2~3（N）2Fe+［N］＜＝＞Fe2（N）Fe-N系中存在的相如表1所示。
除表中所列各项外，Fe-N 系中可能出现含氮马氏体α´和介稳定相α〞。
前者是渗氮后快冷的产物，呈体心正方点阵，硬度较高可达650HV左右；α〞氮化物的分子式为Fe16N2，或Fe8N呈体心正方点阵。
▼表1渗氮层中各相的性质（纯铁渗氮）氮的渗入过程不同于渗碳，它是一个典型的反应扩散过程，依照Fe-N相图，不同温度下，随着渗氮时间的延长，依次形成的相各有不同。
详见表2。
▼表2纯铁渗氮层中各相的形成顺序及平衡状态下各层的相组成物渗氮层的形成过程详见图1。
在渗氮初期，表层的α固溶体未被N所饱和，渗氮层的深度可随时间的增加而增加。
随着气相中氮的不断渗入，使α达到饱和氮含量Cmax，即τ1时刻。
在τ1~τ2时间内，气相中的氮继续向工件内扩散而使α过饱和，引发α→γ´反应，产生γ´相。
氮化基础知识及设备的基本结构
氮化基础知识及氮化设备的基本结构（一）概论①什么叫渗氮？渗氮亦称氮化，是指在一定温度下，在含氮介质中使氮原子渗入模具表层的化学热处理方法。
②氮化优点：模具氮化后具有极高的表面硬度和耐磨性，高的疲劳性和高的耐腐蚀性，加热温度低，变形小。
③氮化缺点：处理的周期较长。
④氮化种类：按目的分类：强化渗氮和抗蚀渗氮按介质分类：气体渗氮、液体渗氮、固体渗氮按设备分类：气体渗氮、离子渗氮、低压脉冲渗氮（二）原理1、气体渗氮基本过程气氛形成、吸附、分解、吸收和扩散五个步骤。
氨气在400℃以上将发生如下反应：2NH3≒3H2＋2[N]⑴向炉内不断输入氨气⑵氨分子向金属表面迁移⑶氨分子吸附在金属表面⑷氨分子在相界面上不断分解，形成氮原子和氢原子⑸活性原子复合成分子，经相界面反应的扩散层界，不断从炉内排出⑹表面吸附的氮原子溶解于α-Fe中⑺氮原子由金属表面向内部扩散，并产生相应的浓度梯度⑻当超过α-Fe中的溶解度后，在表面开始形成氮化物⑼氮化物沿金属表面的垂直方向和平行方向长大⑽氮化物层不断增厚⑾从氮化物层向金属内部扩散。
2、合金元素对渗氮过程的影响①碳钢的含碳量越多，氮的扩散系数越小②合金元素的影响a、合金元素与氨的亲和力顺序，依次递增：Ni→Fe→Mn→Cr→Mo→W→Nb→V→Ti→Zr。
与氮的亲和力越强，形成的氮化物愈稳定。
b、H13渗氮时，形成合金氮化物主要由含Cr、Mo、V的碳化物与氮原子相互作用，在化合物层和扩散层形成三种弥散析出的CrN、MoN、VN2合金元素的氮化物，具有高的硬度和熔点，但很脆。
c、合金元素的存在阻碍氮在铁中的扩散。
3、渗氮层的性能特点①模具氮化后具有极高的硬度与耐磨性。
H13可达950HV-1200HV（相当于65.0-72.0HRC），因摩擦系数低，因此具有良好的耐磨性和减磨性②显著提高疲劳强度并降低缺口的敏感性；③可以抵抗水，过热蒸汽及碱性溶液的腐蚀；④渗氮表面白亮层的脆性是气体渗氮的主要问题之一，白亮层的脆性主要取决于它的相组成，主要决定因素是渗氮方法、渗氮规范和材料的化学成分。
零件的氮化处理相关知识知识讲解
氮化处理又称为扩散渗氮。
气体渗氮在1923年左右，由德国人Fry首度研究发展并加以工业化。
由於经本法处理的制品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温，其应用范围逐渐扩大。
例如钻头、螺丝攻、挤压模、压铸模、鍜压机用鍜造模、螺桿、连桿、曲轴、吸气及排气活门及齿轮凸轮等均有使用。
一、氮化用钢简介传统的合金钢料中之铝、铬、钒及钼元素对渗氮甚有帮助。
这些元素在渗氮温度中，与初生态的氮原子接触时，就生成安定的氮化物。
尤其是钼元素，不仅作为生成氮化物元素，亦作为降低在渗氮温度时所发生的脆性。
其他合金钢中的元素，如镍、铜、硅、锰等，对渗氮特性并无多大的帮助。
一般而言，如果钢料中含有一种或多种的氮化物生成元素，氮化后的效果比较良好。
其中铝是最强的氮化物元素，含有0.85～1.5％铝的渗氮结果最佳。
在含铬的铬钢而言，如果有足够的含量，亦可得到很好的效果。
但没有含合金的碳钢，因其生成的渗氮层很脆，容易剥落，不适合作为渗氮钢。
一般常用的渗氮钢有六种如下：（1）含铝元素的低合金钢（标准渗氮钢）（2）含铬元素的中碳低合金钢 SAE 4100，4300，5100，6100，8600，8700，9800系。
（3）热作模具钢（含约5％之铬） SAE H11 （SKD – 61）H12，H13（4）肥粒铁及麻田散铁系不锈钢SAE 400系（5）奥斯田铁系不锈钢 SAE 300系（6）析出硬化型不锈钢 17 - 4PH，17 – 7PH，A – 286等含铝的标准渗氮钢，在氮化后虽可得到很高的硬度及高耐磨的表层，但其硬化层亦很脆。
相反的，含铬的低合金钢硬度较低，但硬化层即比较有韧性，其表面亦有相当的耐磨性及耐束心性。
因此选用材料时，宜注意材料之特徵，充分利用其优点，俾符合零件之功能。
至於工具钢如H11（SKD61）D2（SKD –11），即有高表面硬度及高心部强度。
二、氮化处理技术：调质后的零件，在渗氮处理前须澈底清洗乾净，兹将包括清洗的渗氮工作程序分述如下：（1）渗氮前的零件表面清洗大部分零件，可以使用气体去油法去油后立刻渗氮。
氮化处理
氮化处理是指一种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。
经氮化处理的制品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温的特性。
本文源自宁波奇威金属科技材料运用研究所，刘先生 131 23 822 600氮化引；常见有液体渗氮、气体渗氮、离子渗氮。
氮化处理又称为扩散渗氮。
气体渗氮在1923年左右，由德国人Fry首度研究发展并加以工业化。
由于经本法处理的制品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温，其应用范围逐渐扩大。
例如钻头、螺丝攻、挤压模、压铸模、鍜压机用鍜造模、螺杆、连杆、曲轴、吸气及排气活门及齿轮凸轮等均有使用。
二、氮化用钢简介传统的合金钢料中之铝、铬、钒及钼元素对渗氮甚有帮助。
这些元素在渗氮温度中，与初生态的氮原子接触时，就生成安定的氮化物。
尤其是钼元素，不仅作为生成氮化物元素，亦作为降低在渗氮温度时所发生的脆性。
其他合金钢中的元素，如镍、铜、硅、锰等，对渗氮特性并无多大的帮助。
一般而言，如果钢料中含有一种或多种的氮化物生成元素，氮化后的效果比较良好。
其中铝是最强的氮化物元素，含有0.85～1.5%铝的渗氮结果最佳。
在含铬的铬钢而言，如果有足够的含量，亦可得到很好的效果。
但没有含合金的碳钢，因其生成的渗氮层很脆，容易剥落，不适合作为渗氮钢。
一般常用的渗氮钢有六种如下：（1）含铝元素的低合金钢（标准渗氮钢）（2）含铬元素的中碳低合金钢 SAE 4100，4300，5100，6100，8600，8700，9800系。
（3）热作模具钢（含约5%之铬） SAE H11 （SKD – 61）H12，H13 （4）肥粒铁及麻田散铁系不锈钢 SAE 400系（5）奥斯田铁系不锈钢 SAE 300系（6）析出硬化型不锈钢 17 - 4PH，17 – 7PH，A – 286等含铝的标准渗氮钢，在氮化后虽可得到很高的硬度及高耐磨的表层，但其硬化层亦很脆。
相反的，含铬的低合金钢硬度较低，但硬化层即比较有韧性，其表面亦有相当的耐磨性及耐束心性。
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氮化处理资料整理氮化处理：又名扩散渗氮或渗氮氮化处理是指一种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。
经氮化处理的制品具有优异的耐磨性、耐疲劳性、耐蚀性及耐高温的特性Ps：是一种表面热处理工艺，表面渗人氮元素，有一层很薄的化合物层（白亮层）。
既耐磨，又有一定的耐蚀性。
一般情况下氮化处理是最后一道工序但要求精度高的也可以加一道精磨或超精磨工序，一般为研磨，不再进行别的切削加工。
氮化的作用1、氮化能使零件表面有更高的硬度和耐磨性。
例如用38CrMoAlA钢制作的零件经氮化处理后表面的硬度可达hv=950—1200，相当于hrc=65—72，而且氮化后的高强度和高耐磨性保持到500—600℃，不会发生显著的改变。
2、能提高抗疲劳能力。
由于氮化层内形成了更大的压应力，因此在交变载荷作用下，零件表现出具有更高的疲劳极限和较低的缺口敏感性，氮化后工件的疲劳极限可提高15—35%。
3、提高工件抗腐蚀能力，由于氮化使工件表面形成一层致密的、化学稳定性较高的ε相层，在水蒸气中及碱性溶液中具有高的抗腐蚀性，此种氮化法又简单又经济，可以代替镀锌、发蓝，以及其它化学镀层处理。
此外，有些模具经过氮化，不但可以提高耐磨性和抗腐性，还能减少模具与零件的粘合现象，延长模具的工作寿命。
优点：优异的耐磨性、耐疲劳性，耐蚀性及耐高温的特性，表面改性显著，且处理前后尺寸变化小，能保持制件的精度。
以提高耐磨性、抗疲劳性能为目的的渗氮通常在500～570℃进行；以提高耐蚀性为目的的渗氮温度也不高于650℃。
实际应用：钻头、螺丝攻、挤压模、压铸模、鍜压机用鍜造模、螺桿、连桿、曲轴、吸气及排气活门及齿轮凸轮等均有使用。
（大概耐到什么程度）缺点：氮化的零件其氮化层一般比较浅（浅浅的一层），为0.04mm左右，再深就比较困难<太脆>，故一般氮化零件不能承受重载荷。
适用材料：主要用于合金钢类，铸铁，碳钢，合金钢，不锈钢，钛合金。
关于硬氮化和软氮化：硬氮化：又名渗氮，也称常规氮化，渗入钢表面的是单一“氮”元素。
渗入钢表面的是单一的‘氮’元素，在方法上有气体法和离子法等。
对于结构零件通常选用的钢种为含铬、钼、钛、铝等合金元素的专用钢（下有解释渗氮钢），也有在其它钢种上进行渗氮的，例如不锈钢、模具钢等。
渗氮处理的温度通常在480～540℃范围（既要保持工件的心部的调质硬度又要使渗氮层的硬度达到要求值），处理的时间按照要求深度不同，一般为15～70小时，甚至更长。
渗氮的着眼点是希望获得较深厚度（0.1～0.65mm,也有要求更深一些的）具有高硬度的呈弥散状的合金氮化物层（即扩散层），对于出现外表层的化合物层（白亮层）则希望尽可能的浅簿，甚至希望没有。
软氮化：学名‘氮碳共渗’（液体氮化），早期把苏联（俄罗斯）的液体法翻译为‘低温氰化’。
现在国内流行的有气体法、无（低）毒液体法和离子法。
渗入钢表面的元素以‘氮’为主，同时添加了‘碳’。
碳的加入使表面化合物层（白亮层）的形成和性能得到某些甚至是明显的改善。
这里要强调一下，和渗氮不同的地方是：氮碳共渗的着眼点是希望获得一定厚度（一般为10～20μm，也有要求20μm以上的，目前实验室里据称在碳素钢上曾经达到的厚度为110μm）硬度高、脆性小、没有或很少疏松等性能优良的白亮层，至于次表面的扩散层，按照钢种和使用要求不同虽然有时需要作某些调整，但处于次要地位了。
氮碳共渗的适用广泛，几乎覆盖所有常用钢种和铸铁。
以碳素钢为例，按照氮碳共渗处理的温度分为铁索体氮碳共渗（520～590℃）和奥氏体氮碳共渗（600～720℃），处理的时间一般为2～6小时，前者获得的白亮层为铁氮化合物，后者快冷后在铁氮化合物层的下面还有一层含氮奥氏体＋马氏体层（5～12μm）。
为了增强和改善白亮层的性能，我国的热处理工作者还采用了在渗氮的同时又单独或组合添加硼、氧、硫、稀土等元素，做了大量的工作，并且大都不同程度的取得看得出来的效果。
这种探索，至今方兴未艾，是热处理工作者孜孜以求的热点之一。
液体氮化又名软氮化两者的比较‘软氮化’含义不是指获得的硬度比所谓的‘硬氮化’的硬度低，而是含有简便、省事、费用低的意思。
硬氮化表面白层不可避免地出现ε多相化合物层（Fe2--3N），脆性大，所以氮化后需将此层磨削去掉软氮化表面的多相化合物白层中没有硬氮化白层中高脆性的Fe2N。
通常白层中的Fe3N与Fe4N约占80%、碳化物约占20%。
该化合物白层即为抗磨层。
所以软氮化必须获得一定白亮层才算合格。
两者氮化的用处一般氮化应用于载荷大，接触疲劳相对要求高的工件，强调深层深度。
而软氮化的作用就是渗速快，一般用于载荷小的工件，渗层要求浅。
氮化用钢简介氮化钢在氮化处理中的作用？传统的合金钢料中之铝、铬、钒及钼元素对渗氮甚有帮助。
这些元素在渗氮温度中，与初生态的氮原子接触时，就生成安定的氮化物。
尤其是钼元素，不仅作为生成氮化物元素，亦作为降低在渗氮温度时所发生的脆性。
其他合金钢中的元素，如镍、铜、硅、锰等，对渗氮特性并无多大的帮助。
一般而言，如果钢料中含有一种或多种的氮化物生成元素，氮化后的效果比较良好。
其中铝是最强的氮化物元素，含有0.85～1.5％铝的渗氮结果最佳。
在含铬的铬钢而言，如果有足够的含量，亦可得到很好的效果。
但没有含合金的碳钢，因其生成的渗氮层很脆，容易剥落，不适合作为渗氮钢。
一般常用的渗氮钢有六种如下：（1）含铝元素的低合金钢（标准渗氮钢）（2）含铬元素的中碳低合金钢 SAE 4100，4300，5100，6100，8600，8700，9800系。
（3）热作模具钢（含约5％之铬） SAE H11 （SKD – 61）H12，H13（4）肥粒铁及麻田散铁系不锈钢 SAE 400系（5）奥斯田铁系不锈钢 SAE 300系（6）析出硬化型不锈钢 17 - 4PH，17 – 7PH，A – 286等含铝的标准渗氮钢，在氮化后虽可得到很高的硬度及高耐磨的表层，但其硬化层亦很脆。
相反的，含铬的低合金钢硬度较低，但硬化层即比较有韧性，其表面亦有相当的耐磨性及耐束心性。
因此选用材料时，宜注意材料之特微，充分利用其优点，符合零件之功能。
至于工具钢如H11（SKD61）D2（SKD –11），即有高表面硬度及高心部强度。
以抗磨损、抗疲劳为主的渗氮件常用含0.15％～0.45％C的合金结构钢；用量最大的是含0.25％～0.40％c的铬钼铝钢、铬钼钢、铬镍钼钢、铬镍钨钢。
以抗大气、雨水、水蒸气等介质腐蚀为主的渗氮件则常用低碳钢和中碳钢。
模具钢、高速工具钢与不锈钢工件亦可采用渗氮作为提高耐用度的手段。
表中列出部分常用渗氮钢的钢号及主要性能和用除．部分常用渗氮钢的钢号、主要性能和用途氮化处理技术流程：调质后的零件，在渗氮处理前须澈底清洗乾净，兹将包括清洗的渗氮工作程序分述如下：（1）渗氮前的零件表面清洗大部分零件，可以使用气体去油法去油后立刻渗氮。
但在渗氮前之最后加工方法若采用抛光、研磨、磨光等，即可能产生阻碍渗氮的表面层，致使渗氮后，氮化层不均匀或发生弯曲等缺陷。
此时宜采用下列二种方法之一去除表面层。
第一种方法在渗氮前首先以气体去油。
然后使用氧化铝粉将表面作abrassive cleaning 。
第二种方法即将表面加以磷酸皮膜处理（phosphate coating）。
（2）渗氮炉的排除空气将被处理零件置于渗氮炉中，并将炉盖密封后即可加热，但加热至150℃以前须作炉内排除空气工作。
排除炉内的主要功用是防止氨气分解时与空气接触而发生爆炸性气体，及防止被处理物及支架的表面氧化。
其所使用的气体即有氨气及氮气二种。
排除炉内空气的要领如下：（1）被处理零件装妥后将炉盖封好，开始通无水氨气，其流量尽量可能多。
（2）将加热炉之自动温度控制设定在150℃并开始加热（注意炉温不能高於150℃）。
（3）炉中之空气排除至10％以下，或排出之气体含90％以上之NH3时，再将炉温升高至渗氮温度。
（3）氨的分解率渗氮是铺及其他合金元素与初生态的氮接触而进行，但初生态氮的产生，即因氨气与加热中的钢料接触时钢料本身成为触媒而促进氨之分解。
虽然在各种分解率的氨气下，皆可渗氮，但一般皆采用15～30％的分解率，并按渗氮所需厚度至少保持4～10小时，处理温度即保持在520℃左右。
（4）冷却大部份的工业用渗氮炉皆具有热交换机，以期在渗氮工作完成后加以急速冷却加热炉及被处理零件。
即渗氮完成后，将加热电源关闭，使炉温降低约50℃，然后将氨的流量增加一倍后开始启开热交换机。
此时须注意观察接在排气管上玻璃瓶中，是否有气泡溢出，以确认炉内之正压。
等候导入炉中的氨气安定后，即可减少氨的流量至保持炉中正压为止。
当炉温下降至150℃以下时，即使用前面所述之排除炉内气体法，导入空气或氮气后方可启开炉盖。
氮化处理的分类应用最广泛的是气体渗氮，其次为离子渗氮，盐浴渗氮(不包括兼有渗碳作用的氮碳共渗)和固体渗氮用户极少。
气体渗氮气体氮化系於1923年由德国AF ry 所发表，气体氮化是将工件放入一个密封空间内，通入氨气，加热到500-580℃保温几个小时到几十个小时。
将工件置於炉内，利NH3气直接输进500～550℃的氮化炉内，保持20～100小时，使NH3气分解为原子状态的（N）气与（H）气而进行渗氮处理，在使钢的表面产生耐磨、耐腐蚀之化合物层为主要目的，其厚度约为0.02～0.2m／m，其性质极硬Hv 1000～1200，又极脆，NH3之分解率视流量的大小与温度的高低而有所改变，流量愈大则分解度愈低，流量愈小则分解率愈高，温度愈高分解率愈高，温度愈低分解率亦愈低，NH3气在570℃时经热分解如下：NH3 →〔N〕Fe + 2/3 H2从而炉内就有大量活性氮原子，活性氮原子[N]被钢表面吸收，并向内部扩散，从而形成了氮化层。
经分解出来的N，随而扩散进入钢的表面形成。
相的Fe2 - 3N气体渗氮，一般缺点为硬化层薄而氮化处理时间长气体氮化因分解NH3进行渗氮效率低，故一般均固定选用适用於氮化之钢种，如含有Al，Cr，Mo等氮化元素，否则氮化几无法进行，一般使用有JIS、SACM1新JIS、SACM645及SKD61以强韧化处理又称调质因Al，Cr，Mo等皆为提高变态点温度之元素，故淬火温度高，回火温度亦较普通之构造用合金钢高，此乃在氮化温度长时间加热之间，发生回火脆性，故预先施以调质强韧化处理。
NH3气体氮化，因为时间长表面粗糙，硬而较脆不易研磨，而且时间长不经济，用於塑胶射出形机的送料管及螺旋桿的氮化。
常用的渗氮介质有氨、氨与氮、氨与氢、氨与预先在炉外分解的氨分解气的混合气。
氨在300℃以上即发生显著的分解，故上述各种气体都是氨、氮与氢的混合气。
混合气在钢件表面的催化作用下分解出活性氮原子，吸附并渗入钢件表层。