气体渗氮是指在一定温度下于可提供活性氮原子的气氛中，使氮原子渗入工件表层的热处理工艺。气体渗氮，有传统的一段（恒温）渗氮法、两段渗氮法和三段渗氮法气体渗氮工艺曲线如图1-55～图1-57所示。

图1-55 一段（恒温）渗氮工艺曲线

图1-56 两段渗氮工艺曲线

1.适用范围

1）适用于机械零件表面要求极高的耐磨性，而心部有足够强度且工作时冲击力不大的情况。为此，渗氮工件通常是碳含量w（C）＝0.15％～0.5％的碳素钢和合金钢工件，如主轴、螺杆、非重载齿轮和气缸套等。

2）适用于各种合金钢，如3Cr2W8V、Cr12MoV、W18Cr4V等制作的工模具等。

图1-57 三段渗氮工艺曲线

2.技术要求

1）渗氮前，工件需经调质处理（硬度为225～302HBW，金相组织为均匀的索氏体），表面不得有脱碳层。

2）渗氮前，工件表面粗糙度Ra小于1.6μm，且尖角倒圆（R0.5mm以上）。

3）渗氮层深度、表面硬度及变形量，应满足产品设计图样中的技术要求。

4）渗氮层脆性不得大于2级，大于2级者需进行消除脆性处理。

5）渗氮层中，不得有粗针马氏体和网状铁素体，但允许有少量小颗粒状游离铁素体存在。尖角和边缘0.1mm左右处允许有一般的须状和脉状氮化物。

3.操作守则

1）渗氮件入炉前，应仔细清理其表面，使之没有氧化皮、油脂及其他污物，以免影响渗氮质量。特别是不锈钢一定要去除氧化膜。

2）一段（恒温）渗氮在温度500～520℃进行，氨气压力为10665.8～15998.6Pa（80～120mmHg），氨分解率为（体积分数）20％～40％。(www.daowen.com)

3）两段渗氮在前段500～520℃时，氨分解率为（体积分数）18％～20％；后段在560～580℃进行，氨分解率为（体积分数）45％～60％。

4）三段渗氮在前段500～520℃时，氨分解率为（体积分数）18％～20％；中段在600～620℃进行，氨分解率为（体积分数）45％～60％；后段温度为550～570℃，氨分解率为（体积分数）4％～15％。三段渗氮可增加硬度，减少脆性。

5）渗氮保温后，炉冷至200℃后出炉，继续空冷到室温。冷却过程的氨分解率为60％～80％，以便节约氨气。

6）渗氮过程，要严格执行安全守则。尤其注意：通氨后罐内空气未排净前不得点火，否则，极易引起爆炸。

4.具体应用

实例1 表1-68为常用合金结构钢和工具钢的气体渗氮工艺规范。

表1-68 常用合金结构钢和工具钢的气体渗氮工艺规范

（续）

实例2 表1-69所示为纯铁和碳素钢抗蚀渗氮工艺规范

表1-69 纯铁和碳素钢抗蚀渗氮工艺规范

（续）

实例3 表1-70所示为常用不锈钢和耐热钢气体渗氮工艺规范

表1-70 常用不锈钢和耐热钢气体渗氮工艺规范