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早在上世纪40年代，美国的w.h.holcoroft等就开始研究氮基气氛热处理并取得了成果，但是氮基气氛真正为人们所重视，并广泛用于生产还是70年代的事，即由于石油天然气短缺而引起的国际能源危机，促进了氮基气氛的应用和发展。
然而国际能源危机持续的时间不长，于上世纪70年代末便结束，已经启动的氮基气氛热处理的应用进程并没有因此而停顿，恰恰相反仍在继续发展。
我国对氮基气氛热处理的研究开发，始于上世纪70年代后期，当时主要由于液化石油气的应用和消防部门关于使用安全规定等问题，使传统的吸热式和放热式气氛处于困难之中，不少可控制气氛热处理设备处于无米之炊境地而长期搁置，从而转向应用氮基气氛，其技术发展曾刺激和促进了我国变压吸附工业的开发，进步和发展。
众所周知，氮是一种中性气体。在非活化状态下，氮可用作保护加热，防止钢件的氧化，脱碳，因而广泛用于光亮淬火，光亮退火，光亮回火等热处理工艺中。
在真空热处理，氮气常作为冷却介质使用；充氮加压油淬时，氮气即可保护真空炉的电热元件，又可通过调节氮气压力，提高钢件的淬硬度。
在一定电压和低真空状态下，氮会电离，可进行离子渗氮和离子氮碳共渗。
在氮基气氛热处理领域，人们对氮的物理化学作用已经有了新的认识，氮气的应用范围越来越广泛。
在可控制气氛中，氮气是作为稀释气使用，当气氛中加入一定量的氮气时，可以减少原料气的消耗，减少碳黑的形成。实验表明，在渗碳气氛中通入氮气，建立碳势的速度加快，碳势增高。
这是由于经过氮气稀释后，炉气的分解率提高，不仅co和h2o含量降低，碳的活度增大，使反应加速，渗碳速度加快。在氮基渗碳气氛中，不仅co2和h2o可减少，而且co也可以适当降低。
由于co2和h2o可同钢中的cr,mn,si等元素发生氧化作用，无疑，氮基渗碳气氛可以降低钢件内氧化程度，提高零件的疲劳强度和破断抗力。
研究表明，氮基气氛碳共渗的速比吸比吸热式氮碳共渗快，而渗层的硬度，耐磨性，耐腐性相当。这是由于氮的加入降低了氢的含量，降低了氢的阻渗作用，从而使氮碳共渗过程缩短。
在渗碳、渗氮时，常用氮气进行炉内吹洗、排气，炉门的气帘密封，渗碳后的防氧化冷却；在停气断电时，将氮气送入炉内，可防止炉气爆炸，保证操作安全。
在带钢（钢材）热镀锌生产过程中，带钢入锌锅之前，先要通过充保护气体的光亮退火炉，保护气体为高纯度的氮氢混合气体。氮基气氛热处理具有节省能源、气源丰富、安全经济、适应性广等优点。
业已表明，它已能稳定地用于退火、淬火、渗碳、渗氮以及热镀锌等多种工序。 氮基气氛热处理和保护加热所具有的优点。乃是当前世界各国重视发展氮基气氛及其应用的重要原因。
自氮基气氛热处理问世以来，发展到现在已取得了很大的进展，氮基气氛渗碳已成熟地应用到多种钢种的各类零件上，对于氮基气氛渗碳炉内气氛的计算也就受到人们的关注。
氮基渗碳气氛 在氮气中添加适当数量的碳氢化合物或碳氢氧化合物（气体或液体），由于使用的添加物不同，就有了不同类型的氮基气氛。其中氮气＋甲醇气氛是目前广泛采用的一种类型。
氮气和甲醇按一定比例混合后进入炉内，在高温下裂解形成渗碳气氛。当ｎ２与ｃｈ３ｏｈ按某一比例混合时，炉内裂解气氛中的ｃｏ∶ｈ２∶ｎ２约为２０％∶４０％∶４０％。这种比例的气氛与天然气为原料所制备的吸热式气氛的组成比例十分接近。
为了使气氛具有较高的碳势，还需向炉内加入少量的富化气，如ｃｈ４，ｃ３ｈ８或ｃｈ３ｃｏｃｈ３（丙酮）等。对于渗碳气氛，除了要求具有较高的碳势外，还要有较大的碳传递系数和一定的可用碳量。在气体渗碳工艺过程中，渗碳气氛中的ｃｏ含量一般认为不应小于１５％。如果添加ｃ３ｈ８作富化气，其添加量为炉内气氛总量的３％左右。
氮气是一种安全而廉价的惰性气体，但因纯氮气在烧结温度下不具备还原性，所以在传统粉末冶金钢的生产中很少用纯氮气作烧结气氛。近年来随着氮气纯化成本的降低及烧结炉密闭性的提高，氮气亦开始被用作烧结气氛烧结含碳钢。
氮氢混合气近年来被越来越多地用于含碳钢的烧结中，氮/氢通常用在95/5-50/50之间，这种混合气具有一定的还原性，露点可以达到-60℃以下，一般来说，使用这种气体在1050-1150℃时需要加入一定量的ch4或c3h8以保持一定的碳势，而在1250℃以上烧结含碳钢，无需控制碳势，这种混合气可以用来在1120℃以下烧结含铬的铁基合金而不发生氧化。
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