渗氮的基本原理

渗氮通常利用专门的设备或井式渗碳炉来进行，氨气加热分解可以产生大量的活性氮原子，在400℃以上时氨发生分解反应

2NH₃→2[N]+3H₂

分解出的活性氮原子[N]部分被工件吸收，然后向内部扩散，经过一段时间后，工件表面形成一定深度的渗氮层。渗氮温度常用560～570℃，因为该温度下渗氮层硬度最高。渗氮时间常为2～3h，因为超过2.5h，随时间延长，渗氮层深度增加很慢。(https://www.daowen.com)

1）钢中的碳元素和合金元素对渗氮层质量的影响。含碳量增加，会使渗氮层的含氮量下降，使渗氮层的脆性明显降低，但硬度、耐磨性和耐蚀性基本保持不变。钢铁中的多数合金元素，如Al、Cr、Mo、Ti、V等均可与氮形成硬度高、稳定性好的氮化物，具有更高的硬度和耐磨性。例如，碳素钢渗氮层硬度约为600HV，合金钢38CrMoAl渗氮层硬度可达1050HV。

2）渗氮温度是影响渗氮层质量的主要因素。渗氮温度低，氮原子在钢中扩散困难，容易形成一层很薄的高浓度、高硬度、高脆性的渗氮层；提高渗氮温度可以加速渗氮过程，但温度过高（﹥560℃）时，渗氮层组织粗大，硬度降低，还将使心部组织变粗大。渗氮温度升高使氨气分解率超过一定范围时，分解的大量氮原子迅速结合成氮分子，而不能被吸收，导致工件表面氮浓度、硬度降低。