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。最早的碳氮共渗是在含有氰根的盐浴中进行的,因此又称为氰化。
碳氮共渗与渗碳不同,由于氮的渗入而且有以下主要特点。
(1)氮的渗入降低了渗层的相变温度(A1及A2点)。氮和碳一要,是扩大相区的合金元素,可使渗层相变温度降低。当含氮量达到0.3%时,能使Ac1点降低至697℃,因此碳氮共渗能在较低的温度下进行。工件不易过热,便于直接淬火,淬火变形小。
(2)氮的渗入降低了渗层的临界冷却速度。氮不仅能扩大γ相区,而且能使奥氏体稳定化,因此碳氮共渗层中的碳氮奥氏体比渗碳奥氏体的稳定性高,临界冷却速度降低,可以在比渗碳件更低的冷却速度下得到表面硬化层,提高渗层的淬透性。同时也可以减小钢件共渗后的淬火变形和开裂的倾向。
(3)氮的渗入降低了渗层的马氏体相变温度Ms。由于马氏体相变温度下降,减少了奥氏体的转变量,使表层残余奥氏体较多,硬度有所下降。
(4)碳氮同时渗入,增加了碳的扩散系数。在相同的温度和时间条件下,碳氮共渗层的深度远大于渗碳层的深度,即碳氮共渗的渗速较快,可以缩短工艺周期。
碳氯共渗层比渗面有更高的耐磨性、疲劳强度和耐蚀性;比氮化有较高的抗坟强度和较低的表面脆性,而且生产周期短,渗速快,可用材料广泛,因此在国内外都得到广泛的应用。