氣體滲氮（硬氮化），是在一定溫度下在氨氣中使氨氣分解的氮原子滲入工件表層的化學熱處理工藝。把工件放入密封容器中，通以流動的氨氣并加熱，保溫一定時間，氨氣熱分解產(chǎn)生活性氮原子，不斷吸附到工件表面，并擴散滲入工件表層內(nèi)，從而改變零件表面的化學成分和組織，獲得優(yōu)良的表面性能。滲入鋼中的氮一方面由表及里與鐵形成不同含氮量的氮化鐵，一方面與鋼中的合金元素結(jié)合形成各種合金氮化物，特別是氮化鋁、氮化鉻。這些氮化物具有很高的硬度、熱穩(wěn)定性和很高的彌散度，因而可使?jié)B氮后的鋼件得到高的表面硬度、耐磨性、疲勞強度、抗咬合性、抗大氣和過熱蒸汽腐蝕能力、抗回火軟化能力，并降低缺口敏感性。滲氮溫度比較低，因而畸變小，但由于心部硬度較低，滲層也較淺，一般只能滿足承受輕、中等載荷的耐磨、耐疲勞要求，或有一定耐熱、耐腐蝕要求的機器零件，以及熱作模具等。鋼鐵滲氮的研究始于20世紀初，20年代以后獲得工業(yè)應(yīng)用。初的氣體滲氮，于含鉻、鋁的鋼，后來才擴大到其他鋼種。從70年代開始，滲氮從理論到工藝都得到迅速發(fā)展并日趨完善，適用的材料和工件也日益擴大，成為重要的化學熱處理工藝之一。

氣體氮碳共滲（軟氮化），是指在在鐵-氮共析轉(zhuǎn)變溫度以下，在氣體介質(zhì)中使工件表面在主要滲入氮的同時也滲入碳。碳滲入后形成的微細碳化物能促進氮的擴散，加快高含氮化合物的形成。這些高含氮化合物反過來又能提高碳的溶解度。碳氮原子相互促進便加快了滲入速度。此外，碳在氮化物中還能降低脆性。氮碳共滲后得到的化合物層韌性好，硬度高，耐磨，耐蝕，抗咬合。處理溫度530～570℃，保溫時間1～3小時。氣體介質(zhì)主要有：吸熱式或放熱式氣體加氨氣；滴注含碳的有機物加氨氣等。

滲氮和氮碳共滲的目的都是在工件表面形成含氮高的氮化物，工件表面含氮量，形成0-40μm的化合物層，化合物層硬度高，防銹能力比較強，往內(nèi)濃度逐漸降低，形成0.3mm左右擴散層，再向內(nèi)是基體。滲氮和氮碳共滲改變組織，因而也改變工件在靜載荷和交變應(yīng)力下的強度性能、摩擦性、成形性及腐蝕性。處理溫度低，不會像奧氏體淬火那樣發(fā)生組織轉(zhuǎn)變，以致可以以任意速度進行冷卻，而不出現(xiàn)馬氏體。與淬火相比較，滲氮件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。在所有工業(yè)領(lǐng)域中，應(yīng)用滲氮或氮碳共滲提高強度、抗磨損和抗腐蝕性能，已獲得廣泛應(yīng)用。

工藝應(yīng)用：

1.機械零配件表面耐磨處理，滲氮/氮碳共滲后，表面硬度提高，耐磨性增強，同時表面生成化合物層，有一定防銹能力。

2.塑料、橡膠模具滲氮/氮碳共滲后，表面硬度提高，生成化合物層。塑料、橡膠模具工作時由于受到壓制坯料的摩擦產(chǎn)生磨損，由于塑料、橡膠中都有填充劑，加熱狀態(tài)下的塑料，橡膠對模具有一定的腐蝕性，模具工作溫度可達200-250℃，因此模具容易產(chǎn)生粘模、腐蝕、磨損等現(xiàn)象。分析模具的工作條件以后發(fā)現(xiàn)，模具的整體強度要求并不高，常見的失效形式為粘模、腐蝕或型腔磨損，滲氮/氮碳共滲都能很好的解決這些問題。

3.壓鑄模具/熱鍛模具/熱擠壓模具：熱作模具在服役的時候，工作溫度非常高的，工件的通常失效形式為產(chǎn)生熱疲勞、磨損、腐蝕，性能粘模。由于化合物層有比較大的脆性，同時硬度比較高，化合物能的剝落會加速模具早起的異常磨損。氮化層硬度提高，可提高模具表面耐磨性，白亮層在一定程度上提高抗沖蝕性，但由于氮化層的熱疲勞性能比較差，易引起模具表面早起開裂，所以這類模具做氮化一般采用工藝控制產(chǎn)生無白亮層或者少白亮層的淺薄軟氮化層（約0.05-0.1mm），從而降低了由于使用一般軟氮化工藝所造成模具抵抗熱疲勞龜裂下降的風險。