气体渗氮是把不锈钢零件放在含氮的气体介质中，加热到520～560℃进行渗氮处理。在渗氮处理时，部分氨分解成活性氮原子和氢，分解反应如下：2NH3=2[N]+3H2（吸热反应）活性［N］原子只有一小部分被钢吸收，大部分都互相结合成N2，与H2一起排出炉外。向渗氮炉中供给的NH3气流量越大，则NH3的分解率越小；反之分解率越大。通过调节NH3的流量便可控制NH3的分解率，这在渗氮过程中非常重要。
1. 不锈钢钝化膜的去除
不锈钢中含有大量合金元素，如铬、镍、钼、钨等，这些元素与空气中的氧接触，在工件表面形成一层极薄而致密的氧化膜，即钝化膜。这层钝化膜在渗氮时不易破坏，从而阻碍了氮原子的渗入。
为使渗氮过程顺利进行，必须消除妨碍不锈钢渗氮的氧化膜（即钝化膜，如Cr2O3之类的氧化物），所以不锈钢零件在装炉前应进行喷砂和严格的脱脂清洗，并在适当浓度的（质量15％HCI溶液）盐酸溶液中侵蚀进行活化处理，活化处理后应尽快装炉渗氮。马弗罐内应事先加入氯化铵催渗，加入量按100～150g／㎡计算为宜，注意排气管被氯化铵结晶堵塞，及时用铁丝疏通，排气时全开排气孔和挂试棒孔，使氯化铵白烟排出炉外。氯化铵的催渗原理是：氯化铵在加热到300℃以
上时发生分解，并与钢表面的钝化膜发生作用：
氯化铵与钝化膜作用的结果，钝化膜受到破坏，从而使渗氮正常进行。
2. 渗氮介质及设备
渗氮用氨气采用工业合成液氨，渗氮可在井式气体渗氮炉中进行，也可在气体渗碳炉中进行。氨气由液氨瓶经过流量剂、干燥箱进入渗氮罐，炉罐要求密封，罐内温度及气流应尽可能均匀。
用氨气分解率测定计测量氮和氢的体积与废气总体积之比，用以表示氨分解的程度。
3. 不锈钢零件渗氮工艺规范
渗氮温度一般在500～580℃。不锈钢渗氮时，由于钢中的合金元素含量较高，使氮原子在钢中扩散困难，因此渗氮处理的时间都比较长。而且当渗氮层达到一定厚度时，再延长渗氮时间，渗氮层厚度无明显增加，所以不锈钢的渗氮层一般很薄。
渗氮速度随渗氮温度的提高而增加，但不像结构钢那样增加得比较大，并且提高渗氮温度还将引起渗氮层硬度的显著下降。因此不锈钢的渗氮温度一般不能太高。除在高温下工作的零件应采用较高的渗氮温度外，对于以提高耐磨性为主的不锈钢零件，其渗氮温度都比较低。
常用的不锈钢零件的渗氮工艺规范见表3-17。
从生产实践中不难看出，温度对渗氮层表面硬度及层深的影响显著。温度越低，渗氮层表面硬度越高，渗层越浅，变形量越小；反之，渗氮层表面硬度降低，层深增加，变形量增大。同时，渗氮后的硬度不仅取决于温度，还与氨的分解率有关。渗氮时间取决于所要求的渗氮深度及渗氮温度。由于渗氮是在较低的温度下进行的，所以渗氮速率甚低。与渗碳相比，渗氮层深度比渗碳层浅，过深的渗氮层则需要更长时间的渗氮。
4. 不锈钢零件渗氮后的检查
不锈钢渗氮零件的质量检查，一般包括外观、金相组织、渗层深度、表面硬度、脆性及变形等。
