气体渗氮工艺和参数主要根据零件的渗氮层深度和表面硬度要求来确定。常用渗氮工艺有三种：等温渗氮法、两段渗 氮、三段渗氮。其主要工艺参数（温度、时间、氨分解率）、作用、特点和应用如下。

等温渗氮法（一般渗氮法）

等温渗氮温度一般为500～510℃，保温时间48～100h，渗层深度可达0. 45～0. 60mm，表面硬度在900HV以上，渗氮层脆性较大。

1工艺内容及作用

a．前期氨分解率控制在低限，使表面迅速形成弥散度大的氮化物，以获得高硬度的表面层。

b．后期氨分解率升高，使表层氮原子向内层扩散，增加渗层厚度。

c．为了降低渗层脆性，在渗氮结束前可进行2h扩散处理，以降低表层氮浓度。这时氨分解率可控制在70%以上。

d．对变形要求比较严格的零件，渗氮结束后应炉冷至120～150℃出炉。

一般可冷至450℃以下快冷。

2特点及应用

a．渗氮温度低，零件变形小，可获得高硬度的表面层，操作简便，但渗氮层浅，生产周期长。

b．表面易产生富氮脆化层，有时还会有疏松层。

c．适用于渗氮层变形要求严，硬度要求高的零件。

两段渗氮

两段渗氮为先在510℃渗氮，再升高至530～540℃渗氮，两段的保温时间相等或后段略长，其渗氮时间比等温渗氮少1/4左右。

1工艺内容及作用

a．一段渗氮的分解率较低，使表面可形成颗粒细小、弥散度高的氮化物，得到较高的表面硬度。

b．二段渗氮的温度和氨分解率升高，加速了氮的扩散，增加了渗层深度，缩短了生产周期，硬度梯度变得平缓，同时亦可减薄脆性的白亮层。

2特点及应用

a．在保证表面得到高硬度的前提下可缩短生产周期，同时又可得到较深的渗氮层。

b．适用于渗氮层较深，要求表面较硬而结构简单的零件。

三段渗氮

三段渗氮为510℃渗氮，再升温至550～560℃渗氮，然后降至520～530℃渗氮，保温时间大约各占1/3，渗速更快，表面硬度与两段渗氮相似，但变形略大一点。

渗氮前为什么要进行预先热处理

为了保证渗氮件心部具有必要的力学性能(也称机械性能)，消除加工过程中的内应力，减少渗氮变形， 为获得良好的渗层组织性能提供必要的原始组织，并为机加工提供条件，零件渗氮前一般均应进行不同的预先热处理。常用的预先热处理工艺有调质、淬火+回火、正火及退火

. 1、调质是结构钢常用的预先热处理工艺，调质的回火温度至少要比渗氮温度高30-60℃回火温度应根据基体性能和渗 层性能的要求综合确定。 调质引起的脱碳对渗层脆性和硬度影响很大，所以调质前的工件应留有足够的加工余量，以保证机械加工时能将 脱碳层全部切除。 对渗氮后变形要求很严的工件，在精加工前(如精磨)还应进行一次或多次稳定化处理，稳定化处理温度应低于调 质温度而咼于渗氮温度。

2、 工、模具钢渗氮前预先热处理工艺一般采用淬火+回火。

3、 正火预先热处理只适用对心部强度和初性要求不高的渗氮件，

4、 球铁的预先热处理多采用正火处理。

5、 退火处理在钛合金中运用较多，结构钢极少采用退火处理。38CrMoAI钢不允许采用退火处理，否则渗层组织中易出现针状氮化物。

6、 对于经过变形处理(如冲压、锻模、机加工等)的零件，应进行去应力退火处理，以减少渗层变形。

特别强调的是，细小的原始组织比粗大的原始组织渗氮后有更高的表面硬度及良好的硬度梯度 ，因此，正火时冷 却速度不宜过慢，调质时回火温度不应过高，保温时间不应太长。截面尺寸大的零件不宜用正火态，而应调质处理， 总之，渗氮前采用何种预先热处理工艺，应根据工件的使用性能综合确定。