什麼是氮化處理
將鋼在低於A₁變態點的溫度置於含氮氣氛中，在表層形成硬氮化物的處理。不需淬火，變形小。
日文名稱: 窒化処理
「氮化處理」出現在1領域的2道練習題中（表面處理與磨潤學等）。
這個名詞所屬的領域: 表面處理與磨潤學
特徵及與滲碳的差異
氮化處理是使氮從鋼的表面擴散、形成硬氮化物的處理，在低於A₁變態點的肥粒鐵區溫度進行。不伴隨相變態，處理後也不需要急冷，因此尺寸變化與變形小，也能對精加工後的零件處理。在含有Al、Cr、Mo、V等容易形成氮化物之元素的鋼中，微細的氮化物析出而使表層非常硬，而且在高溫下硬度也不易下降，是其特徵。另一方面，硬化層比滲碳薄，處理常需要很長的時間，是缺點。
化合物層與擴散層
氮化後鋼的表層，由最表面的化合物層與其下方的擴散層2層構成。化合物層是由鐵氮化物的 ε 相（Fe₂₋₃N）與 γ′ 相（Fe₄N）構成、厚度數〜數十µm的層，在腐蝕後的截面上看起來是白色，也稱為白層，有助於耐磨耗性與不易咬死，但太厚會變脆，成為剝離的原因。擴散層是氮固溶或以微細氮化物析出的層，對提高疲勞強度有效。氣體氮化時，控制由氨與氫分壓之比決定的氮化勢，分別做出不同種類與厚度的化合物層。
各種氮化方法
除了使用氨氣的氣體氮化，還有在減壓的爐中產生輝光放電、使氮離子撞擊零件的電漿氮化（離子氮化）。電漿氮化能一邊以濺射除去不鏽鋼的鈍化膜一邊處理，遮蔽不處理的部分也很簡單。此外，同時導入氮與碳的軟氮化（氮碳共滲），是在約570℃、數小時以內的短時間處理，主要形成化合物層，即使是合金元素少的碳鋼，也能提高耐磨耗性與耐咬死性。有使用鹽浴的方法與使用氣體的方法，廣泛用於汽車零件等。
不鏽鋼的氮化與注意事項
在超過約450℃的溫度長時間氮化沃斯田鐵系不鏽鋼時，氮與鉻結合而析出鉻氮化物，母相的鉻減少，耐蝕性下降。因此開發了在低於約450℃的溫度進行電漿氮化等，不析出氮化物而大量固溶氮，形成稱為擴張沃斯田鐵（S相）之硬層的方法。這樣就能在保持耐蝕性的同時使表面變硬。一般的氮化也一樣，處理前表面的污垢與鈍化膜會造成氮化不均，因此前處理左右品質。
練習氮化處理的題目
對含Al、Cr、Mo的氮化用鋼進行氣體氮化等氮化處理，下列敘述何者正確？
- A在約900℃的沃斯田鐵區使氮擴散後淬火成麻田散鐵，因此淬火變形比滲碳淬火大
- B不含易與氮結合之合金元素的純鐵或碳鋼，氮能快速擴散到深處，因此能形成最厚又最硬的氮化層
- C在低於A₁點的約500〜570℃肥粒鐵區使氮擴散，以微細氮化物硬化，不需淬火而變形小
常見問題
氮化與軟氮化有什麼不同？
氮化只擴散氮，在含Al或Cr的氮化用鋼中得到深的擴散層與高硬度，有時需要數十小時。軟氮化同時導入氮與碳，在短時間內主要形成化合物層。硬化層的硬度較低，但也能用於碳鋼，處理快又便宜。
氮化後的零件之後還能切削精加工嗎？
硬化層薄，以研磨等大量切削時，硬層就會消失。因此氮化通常在精加工之後進行，而變形小使這成為可能。輕微研磨化合物層表面以調整粗糙度的加工則很常見。
氮化為什麼能提高疲勞強度？
因為在擴散層中氮固溶或微細氮化物析出時，表層的體積想要增加卻受到內部拘束，因此在表層產生壓縮殘留應力。表面變硬也能延緩疲勞裂縫的生成。因此用於曲軸與齒輪等承受反覆荷重的零件。
解析中的「氮化處理」
氮化處理是以氨的分解等方式從表面導入氮的處理，在低於A₁變態點（727℃）的約500〜570℃進行。
對含Al、Cr、Mo的氮化用鋼進行氣體氮化等氮化處理，下列敘述何者正確？肥粒鐵中碳的固溶限最大也只有約0.02%，在低溫的肥粒鐵區不需淬火就能硬化，是氮化處理的特徵。
對低碳鋼（約0.2%C）的齒輪進行滲碳淬火。下列關於此處理的敘述何者正確？