在渗氮零件的整个制造过程中，渗氮往往是后一道工序，至多再进行精磨或研磨。渗氮零件的工艺流程一般为:锻造→正火(退火)→粗加工→调质→精加工→去应力→粗磨→渗氮→精磨→装配。

氮化前的预热处理包括正火(退火)、调质处理、去应力。

a.正火(退火)，其目的是细化晶粒、降低硬度、消除锻造应力。

b.调质处理，可以改善钢的加工性能，获得均匀的回火索氏体组织，以保证零件心部有足够的强度和韧性，同时又能使渗氮层和基本结合牢固。

c.去应力处理，对于形状复杂的精密零件，在渗氮前应进行1~2次去应力，以减少渗氮过程中的变形。

如果用碳钢进行渗氮,形成Fe 4N和Fe 2N较不稳定。温度稍高,就容易聚集粗化,表面不可能得到更高的硬度,并且其心部也不能具有更高的强度和韧性.

为了在表面得到高硬度和高耐磨性,同时获得强而韧的心部组织,必须向钢中加入一方面能与氮形成稳定氮化物,另外还能强化心部的合金元素.如Al、Ti、V、W、Mo、Cr等,均能和氮形成稳定的化合物.其中Cr、W、Mo、V还可以改善钢的组织,提高钢的强度和韧性.

当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.

热处理

热处理是指材料在固态下，通过加热、保温和冷却的手段，以获得预期组织和性能的一种金属热加工工艺。在从石器时代进展到铜器时代和铁器时代的过程中，热处理的作用越来越重要。

马氏体(martensite)是黑色金属材料的一种组织名称，是碳在α-Fe中的过饱和固溶体。由德国冶金学家 Adolf Martens(1850-1914)于19世纪90年代在一种硬矿物中发现。去应力处理，对于形状复杂的精密零件，在渗氮前应进行1~2次去应力，以减少渗氮过程中的变形。马氏体的三维组织形态通常有片状(plate)或者板条状(lath)，但是在金相观察中（二维）通常表现为针状（needle-shaped），这也是为什么在一些地方通常描述为针状的原因。马氏体的晶体结构为体心四方结构（BCT）。中高碳钢中加速冷却通常能够获得这种组织

碳氮共渗

1)碳氮共渗根据使用介质的物理状况不同，可以分为气体碳氮共渗， 液体碳氮共渗、固体碳氮共渗3类。

2)根据共渗温度的不同，又可分为低温 (500℃～600℃)，中温 (700℃～800℃) 和高温 (900℃～950℃) 碳氮共渗3种。其中低温碳氮共 渗即目前广泛应用的软氮化法，其表层主要以渗氮为主，用以提高模具零 件的表面耐磨性和抗咬合性; 中温碳氮共渗，其目的与渗碳相似，主要是 提高模具零件的表面硬度，它与渗碳相比，将使零件具有更好的耐磨性和 性能; 高温碳氮共渗，以渗碳为主。目的：淬火一般是为了得到高硬度的马氏体组织，有时对某些高合金钢（如不锈钢、耐磨钢）淬火时，则是为了得到单一均匀的奥氏体组织，以提高耐磨性和耐蚀性。在我国热处理厂家中以中温气 体碳氮共渗和低温氮碳共渗应用较广。

碳氮共渗中温气体碳氮共渗

中温气体碳氮共渗的介质实际上是渗碳和渗氮用的混合气体。目前在 热处理生产中常用的方法是在井式气体渗碳炉中滴入煤油，使其热分解出 渗碳气体，同时向炉中通入氨气。阳极的铝或其合金氧化，表面上形成氧化铝薄层，其厚度为5～30微米，硬质阳极氧化膜可达25～150微米。在共渗温度下，煤气与氨气除了单独进 行渗碳和渗氮的作用外，它们相互之间还可发生化学反应产生活性碳、氮 原子。