不锈钢的碳氮共渗是指在零件表层同时渗入碳、氮的热处理工艺。与单一渗碳相比，碳氮共渗有许多特点，如碳氮共渗温度较渗碳温度低，因而渗碳过程中奥氏体晶粒较细小，共渗后一般可直接淬火。因此，简化了生产工序，节约了能源，并减少了零件的变形。
根据所用介质的物理状况不同，碳氮共渗可以分为气体碳氮共渗、液体碳氮共渗和固体碳氮共渗三种。根据共渗温度的不同，又可分为低温（500～600℃）、中温（750～850℃）和高温（900～950℃）碳氮共渗三种。其中，低温碳氮共渗即目前广泛应用的软渗氮法，其表层主要以渗氮为主，用以提高零件的表面耐磨性和抗咬合性；中温碳氮共渗，其目的与渗碳相似，主要是提高零件的表面硬度和耐磨性，与渗碳零件相比，将使零件具有更好的耐磨性和抗疲劳性能；高温碳氮共渗，以渗碳为主。我国的热处理厂家，以中温气体碳氮共渗和低温氮碳共渗应用较广泛。
一、中温气体碳氮共渗
气体碳氮共渗的介质实际上是渗碳和渗氮用的混合气体。目前，在热处理生产中常用的方法是在井式气体渗碳炉中滴入煤油，使其热分解出渗碳气体，同时向炉中通入渗氮所用的氨气。在共渗温度下，煤气与氨气除了单独进行渗碳和渗氮作用外，它们之间还可以发生化学反应产生活性碳和氮原子，从而促进了共渗处理。其反应如下：
NH3+CO→HCN+H2O;
NH3+CH4→HCN+3H2;
2HCN→H2+2[C]+2[N]。
共渗介质中氨气所占比例对共渗层的碳氮浓度、相组成以及渗层深度均有影响。氨量增加，渗层氮含量提高，碳含量降低。因而应根据零件钢种、对渗层组织和性能的要求以及共渗温度等来确定氨气比例。
此外，有的工厂采用渗碳富化气（甲烷、丙烷、城市煤气等）加氨、三乙醇胺、丙酮加甲醇加尿素等作为共渗剂。
碳氮共渗温度随钢种而异，一般在820～870℃内选择。碳氮共渗时间取决于渗层深度、共渗温度、共渗介质及钢的化学成分。
气体碳氮共渗的主要特点是：
1. 气体碳氮共渗的力学性能兼顾渗碳层和渗氮层的优点。与渗碳层相比，表面硬度更高、耐磨性好，同时还具有一定的耐蚀性，以及由于共渗层存在残留压应力而提高了钢的疲劳极限；与渗氮层相比，共渗层深度深，表面脆性小。
2. 由于氮的渗入提高了渗层的淬透性，共渗后可用较渗碳温度低及较缓的冷却介质淬火，减少了零件的变形，而且奥氏体晶粒比渗碳细，提高了零件的心部韧性。
气体碳氮共渗速度大于单独渗碳和单独渗氮的速度，缩短了生产周期。
渗碳和碳氮共渗对于一般的不锈钢（以防蚀为主的不锈钢）来说，增加了钢表面的碳含量，因此会降低钢的耐蚀性；只有在少数情况下，例如模具、滚动轴承、弹簧和刀具等产品，由于其表面要求高硬度和高的耐磨性，基体要求具有良好韧性的马氏体不锈钢，方可进行渗碳和碳氮共渗热处理。
二、低温氮碳共渗（软渗氮）
低温氮碳共渗是在含有活性碳、氮原子的介质中同时渗入氮和碳，并以渗氮为主的热处理工艺。
氮碳共渗不但赋于工件耐磨损、耐疲劳、抗咬合和擦伤的性能，以及处理温度低、时间短、变形小的特点，而且不受钢种限制，适于碳素钢、合金钢、不锈钢铸铁及粉末冶金等材料。已普遍在模具、量具、刃具以及耐磨零件中使用，并获得了良好的效果。在不锈钢零件进行软渗氮时，在溶剂中加入四氯化碳，可加速钝化膜的破坏，缩短共渗时间。
气体氮碳共渗的工艺参数是其温度、时间以及渗入介质的活性和加入量，同样是根据零件的技术要求来选择。
软渗氮的温度通常为530～580℃，在570℃左右氮在α相中具有最大溶解度。对于高铬不锈钢和高速钢而言，为保持工件的整体强度和红硬性，软渗氮温度不能超过其回火温度。
软渗氮时间为1～6h。软渗氮后的工件一般采用快冷（油冷）。快冷不仅使渗氮件表面色泽好，而且能进一步提高零件的疲劳强度。对于变形要求小的工件，软渗氮后应当缓冷。目前，热处理厂气体软渗氮的介质主要是：50％氨气＋50％+50%吸热型气体。
