氮化温度在590-650℃之间氮化层组织示意图，在氮化温度下出现时组织为缓冷至室温，最外层为&相，里层在590℃发生共析转变，得到共析组织，共析层极易蚀显变黑，最里层a相，缓冷时析出相；若快冷时，就无共析体的黑色层出现，而得到含氮的马氏体组织。因为层不易蚀显，在金相显微镜下很容易发现外表这一亮层．同样具有耐腐蚀性，因此在显微镜下不易和s相清晰区分．大口径不锈钢管的氮化组织：因为实际上并不是用纯铁而是用不锈钢或合金钢来进行氮化的．因此需要对钢中的碳及其合金元素对氮化的影响进一步加以说明．

钢中所含的碳对氮的扩散速度有着较大的影响．当铁中的含碳量有少许增加（由0.01%增至0.06%），氨的扩散速度就会有很大降低，这表明：大口径不锈钢管中铁的品格中有少量碳原子存在，都会使氮的扩散受阻，含碳量继续增加，氮化层厚度便要减小，因为片状珠光体与渗碳体的存在减少了易于溶解氮的自由铁素体量，从而增大了氮原子的扩散路程（但并不排除渗碳体能溶氮这一事实）．氮于520℃在铁素体内的扩散系数随钢中含碳量的增加有如下的降低：含0.06%C钢的氮扩散系数等于5.0×10-9厘米2／秒；含0.43%C钢的氮扩散系数为1.25×10-9厘米2／秒；而含1.18%C钢的氮扩散系数为0.514×l0-9厘米2／秒．X光分析证明：碳钢中的￡相为含碳的氮化物相，而相则系一纯氮化物福，因为大口径不锈钢管的晶格常数不以钢中的含碳量而变，碳素钢中y相是氮与碳在y-Fe中的固溶体．

钢中大部分合金元素皆能形成氮化物。目前研究过的所有过渡族金属氮化物与氮化铁一样是典型的间隙相（铝不是过渡族金属，因而AIN不是间隙相）．经研究确定氮化物依其稳定性降低的次序可排列为：Ti及Al的氮化物V、W、Mo及Cr的氮化物的氮化物Fe的氮化物.

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