氣體滲氮在生產(chǎn)中的應(yīng)用已有半個世紀(jì)的歷史，工藝比較成熟。通常采用的介質(zhì)為氨氣，在滲氮溫度400~500℃下，當(dāng)氨與鐵接觸時就分解出氮原子固溶于鐵中。也可以產(chǎn)生氮分子及氫分子，化學(xué)表達(dá)式如下：

2NH₃→3H₂+2[N]

2NH₃→3H₂+N₂

氣體滲氮可根據(jù)零件的形狀、大小等選用RJJ系列井式電爐、RJX系列箱式電爐及鐘罩式電爐。

(1)氣體滲氮工藝參數(shù)滲氮溫度、滲氮時間和氨分解率是氣體滲氮三個重要的工藝參數(shù)。它們對滲氮速度、滲層深度、滲層硬度、硬度梯度以及脆性都有極大影響。

滲氮溫度的提高會促進(jìn)氮原子的擴散，所以，滲層深度會隨溫度的增加而加深，滲層硬度會下降，這是因為產(chǎn)生高硬度的細(xì)小氮化物會隨溫度的升高而長大的緣故。在480～530℃滲氮時，滲層可獲得很高的硬度。

隨時間的延長，滲層深度加深，但由于氮化物的集聚長大會使?jié)B層硬度下降，尤其是溫度較高時則更為明顯。

氨分解率會影響鋼件表面的吸氮能力，對滲層深度和硬度也有影響。當(dāng)氨分解率低時(10%~40%)，分解出的活性氮原子多被鋼件表面吸收。當(dāng)分解率超過70%時，由于氣氛中大量的氫和氮的分子滯留在工件表面，阻礙了氮原子的吸收，因而使?jié)B氮量下降。

(2)典型滲氮工藝

1)一段滲氮法：一段滲氮法也稱為單程滲氮法、等溫滲氮法。滲氮溫度為480~ 530℃。

2)二段滲氮法：二段滲氮法是將模具先在較低溫度下（一般為490~530℃）滲氮一段時間，然后提高滲氮溫度到535~550℃再滲氮一段時間。在滲氮的第一階段，模具表面獲得較高的氮濃度，并形成含有彌散度、高硬度氮化物的滲氮層。在第二階段，氮原子在鋼中的擴散將加速進(jìn)行，以便迅速獲得一定厚度的滲氮層。