鋼的滲氮是在一定的溫度下使活性氮原子滲入到工件表面的一種化學(xué)熱處理，即氮原子滲入鋼件表面層的過程，它改變了工件表面的組織結(jié)構(gòu)和性能，成為一種復(fù)合的材料，與普通的材料相比，工件的表面和心部的組織狀態(tài)和性能發(fā)生了很大的變化。氮化零件在機(jī)械工業(yè)、石油工業(yè)、國(guó)防工業(yè)等領(lǐng)域應(yīng)用十分廣泛，與滲碳、中溫碳氮共滲相比，由于加熱溫度比較低（通常為500～570℃），不需要進(jìn)行加熱后的淬火處理，因此具有工件的變形小，表面有更高的硬度和耐磨性，疲勞強(qiáng)度高，同時(shí)又具有高的抗腐蝕性和熱硬性等特點(diǎn)，機(jī)床主軸和絲杠、樘桿、擠壓模具、齒輪、發(fā)動(dòng)機(jī)曲軸和連桿等零件經(jīng)過經(jīng)過滲氮處理后使用壽命成倍提高。

同鋼的滲碳一樣，鋼的滲氮也是由介質(zhì)的分解、吸收和擴(kuò)散三個(gè)基本過程組成的，通常采用氨氣作為滲氮介質(zhì)，氨是一種無(wú)色有臭味的刺激性氣體，常制成液態(tài)儲(chǔ)存在鋼瓶中，使用時(shí)使其通過干燥箱（器），將內(nèi)部的水分吸收后，通入滲氮罐中，氨分解出活性的氮原子，從而完成零件的滲氮。

鋼的滲氮的特點(diǎn)和應(yīng)用如下所述。

①鋼滲氮后，其表面硬度很高[如38CrMoAl氮化后表面硬度為1000～1100( HV)，相當(dāng)于65～72(HRC)]具有良好的耐磨性，這種性能可保持在600℃左右而不下降。

②具有高的疲勞強(qiáng)度和抗腐蝕性。在自來水、過熱蒸氣以及堿性溶液中都有良好的抗腐蝕性，與其他表面處理相比，滲氮后的工件表面的有更大的壓應(yīng)力，在交變負(fù)荷作用下，表現(xiàn)出更高的疲勞強(qiáng)度（提高15%～35%）和缺口敏感性，工件表面不易咬和，經(jīng)久耐用。

③氮化處理的溫度較低(450～600℃)，零件的變形極小，氮化后滲層直接獲得高硬度，避免了淬火引起的變形。

鋼的滲氮的不足之處：生產(chǎn)周期太長(zhǎng)，滲速太慢（一般滲氮速度為0.01mm/h）；生產(chǎn)效率低，勞動(dòng)條件差；氮化層薄而脆，氮化件不能承受太大的壓力和沖擊力。根據(jù)零件的工作條件和使用目的，鋼的滲氮又分為抗磨滲氮和抗蝕滲氮兩類。氣體滲氮設(shè)備一般由氮化爐、供氨系統(tǒng)（液氨罐）、氨分解率測(cè)定系統(tǒng)和測(cè)溫系統(tǒng)等組成。

在滲氮過程中，滲氮層表面氮濃度未達(dá)到α-Fe的溶解度極限前，滲層為α-Fe組織。氮在該條件下的擴(kuò)散稱為純擴(kuò)散，當(dāng)?shù)獫舛瘸^α-Fe溶解度，表面出現(xiàn)γ′相，此時(shí)擴(kuò)散和相變同時(shí)進(jìn)行，稱為相變擴(kuò)散。從上述過程可以看出，鐵表面對(duì)氮原子的吸收能力，決定于溫度、表面狀態(tài)（表面潔程度、表面粗糙度及工件表面有無(wú)氧化膜等），對(duì)于鋼而言，還同材質(zhì)的化學(xué)成分（如含碳量、合金元素的含量等）有關(guān)。