將鋼制工件放在含碳介質(zhì)中加熱到高溫，以增加工件表層含碳量的化學(xué)熱處理工藝。滲碳工件的材料一般為低碳鋼或低碳合金鋼（含碳量小于0.25％）。滲碳后，鋼件表面的化學(xué)成分可接近高碳鋼。工件滲碳后還要經(jīng)過淬火 ，以得到高的表面硬度、高的耐磨性和疲勞強(qiáng)度，并保持心部有低碳鋼淬火后的強(qiáng)韌性，使工件能承受沖擊載荷。滲碳工藝廣泛用于飛機(jī)、汽車和拖拉機(jī)等的機(jī)械零件，如齒輪、軸、凸輪軸等。
滲碳工藝在中國可以上溯到2000年以前。最早是用固體滲碳介質(zhì)滲碳。液體和氣體滲碳是在20世紀(jì)出現(xiàn)并得到廣泛應(yīng)用的。美國在20年代開始采用轉(zhuǎn)筒爐進(jìn)行氣體滲碳。30年代，連續(xù)式氣體滲碳爐開始在工業(yè)上應(yīng)用。60年代高溫(960～1100℃)氣體滲碳得到發(fā)展至70年代，出現(xiàn)了真空滲碳和離子滲碳。
原理 滲碳與其他化學(xué)熱處理一樣,也包含3個(gè)基本過程。①分解：滲碳介質(zhì)的分解產(chǎn)生活性碳原子。②吸附：活性碳原子被鋼件表面吸收后即溶到表層奧氏體中，使奧氏體中含碳量增加。③擴(kuò)散：表面含碳量增加便與心部含碳量出現(xiàn)濃度差，表面的碳遂向內(nèi)部擴(kuò)散。碳在鋼中的擴(kuò)散速度主要取決于溫度，同時(shí)與工件中被滲元素內(nèi)外濃度差和鋼中合金元素含量有關(guān)。
氣體滲碳 把零件放入密封的滲碳爐中，在滲碳介質(zhì)中用吸熱式氣體作為運(yùn)載氣體，用天然氣或丙烷作為富化氣。也可采用滴注式液體滲碳劑，以煤油、苯、丙酮或醋酸乙酯作為強(qiáng)滲劑，用甲醇、乙醇作為稀釋劑。這些液體滴入爐內(nèi)后在高溫下汽化、分解產(chǎn)生成分穩(wěn)定的滲碳?xì)怏w。氣體滲碳設(shè)備主要有兩種：一種是連續(xù)式推桿無罐爐，另一種是周期式的密封箱式爐和井式爐。滴注式滲碳多用于井式爐，也可用于周期式密封箱式爐。氣體滲碳的最大優(yōu)點(diǎn)是：可以通過控制系統(tǒng)控制富化氣送入量或滲劑的滴入量，以改變爐氣的碳勢（見可控氣氛 ），從而控制零件表面的含碳量。氣體滲碳適用于大批量生產(chǎn)，易于控制質(zhì)量和自動(dòng)化，勞動(dòng)條件好。
碳氮共滲 以滲碳為主同時(shí)滲入氮的化學(xué)熱處理 工藝。共滲時(shí)，加到氣體滲碳?xì)夥罩械陌狈纸獬蓺浜蛦卧拥?，氮與來自滲碳?xì)怏w的碳一起吸附在工件的表面上。由于氮的同時(shí)滲入，鐵碳的共析轉(zhuǎn)變溫度可以降低，使共析轉(zhuǎn)變能在較滲碳為低的溫度下進(jìn)行，因而處理溫度較低。同時(shí)由于氮的作用，馬氏體臨界冷卻速度（見淬火 ）也得以降低,可在較緩和的淬冷介質(zhì)中淬冷,減小淬冷畸變和開裂的傾向。碳氮共滲層中因有碳氮化物，能提高硬度，從而提高耐磨性。金屬工件表面的碳、氮含量和總的滲層深度，決定于氣氛中的碳勢、溫度和時(shí)間。碳氮共滲層深度較滲碳的淺，一般為0.05～0.75毫米。碳氮共滲層淬冷后顯微組織為馬氏體、殘余奧氏體、碳化物和碳氮化合物，心部為低碳馬氏體或含有非馬氏體組織。對(duì)載荷不大的零件可允許有少量鐵素體。碳氮共滲工件的材料一般采用低碳或中碳鋼及合金鋼，適用于處理耐磨零件和小汽車、輕型載重車變速箱齒輪和驅(qū)動(dòng)軸。碳氮共滲和滲碳一樣，也可以控制碳勢，處理后也要進(jìn)行淬火和回火。
