前面所述的不銹鋼的各種熱處理，正火、退火、調(diào)質(zhì)、固溶化、穩(wěn)定化、滲氮、氮碳共滲、高頻感應(yīng)淬火等，都是為使工件達(dá)到某種功能要求所采用的獨(dú)立的熱處理方法。如果把兩種或兩種以上的熱處理方法，或把熱處理與表面處理結(jié)合起來(lái)，將對(duì)工件功能的發(fā)揮有更好的作用。在發(fā)揮各工藝特長(zhǎng)的同時(shí)，具有特殊的復(fù)合效果。
一、滲氮＋整體淬火
在談到不銹鋼滲氮熱處理時(shí)，曾指出為保證滲氮效果，作為滲氮的預(yù)備處理，對(duì)氮化材料應(yīng)進(jìn)行預(yù)先熱處理。對(duì)于馬氏體不銹鋼，滲氮前的預(yù)先熱處理通常采用調(diào)質(zhì)處理，即淬火后高溫回火處理。現(xiàn)在這里講的滲氮＋整體淬火則是以提高零件功能效果為目標(biāo)的復(fù)合熱處理。
用馬氏體鋼制作有高強(qiáng)度、耐磨、耐疲勞要求的零件時(shí)，需對(duì)零件進(jìn)行整體淬火后再低溫回火。眾所周知，馬氏體不銹鋼淬火冷卻時(shí)，表面層先冷卻到馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)M.以下，先發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，此時(shí)，表面組織轉(zhuǎn)變層會(huì)發(fā)生體積膨脹，心部仍處于奧氏體狀態(tài)，體積沒(méi)有變化，這使得表面受壓應(yīng)力，心部受拉應(yīng)力，而當(dāng)零件繼續(xù)冷卻時(shí)，心部溫度降低到M,點(diǎn)，開(kāi)始發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，先已冷卻并發(fā)生轉(zhuǎn)變的表層已處于冷硬狀態(tài)，這時(shí)，心部由于組織轉(zhuǎn)變發(fā)生的體積膨脹受到限制，承受壓應(yīng)力，而表面承受拉應(yīng)力，即淬火完成后，零件表面處于殘留拉應(yīng)力狀態(tài)。這種殘留拉應(yīng)力將降低零件工作時(shí)的疲勞強(qiáng)度，降低零件的使用壽命。
如果在工件淬火之前，先進(jìn)行滲氮處理，這時(shí)，零件表面層含有較高的氮量。氮元素對(duì)金屬組織的影響類似于碳和鎳，擴(kuò)大了奧氏體相區(qū)，穩(wěn)定了奧氏體，見(jiàn)圖7-11,并且氮的這種作用相當(dāng)于鎳的20倍。
由于氮元素的作用奧氏體穩(wěn)定性的增加，降低了馬氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)Ms。這使零件表面（已滲氮部分）的Ms 遠(yuǎn)低于心部，在以后淬火冷卻時(shí)，雖然表面層先冷卻，但發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變的時(shí)間卻遲于心部，即已被滲氮的表面層比心部后發(fā)生馬氏體轉(zhuǎn)變，所以，最終零件的表面（已被滲氮再淬火部分）殘留了壓應(yīng)力，這當(dāng)然會(huì)提高零件的抗疲勞能力。有研究表明，先滲氮再淬火的零件可提高疲勞壽命3~6倍。如果零件滲氮、淬火后再進(jìn)行冷處理，會(huì)進(jìn)一步增加表面層的壓應(yīng)力，提高零件疲勞壽命的效果會(huì)更好。
二、滲氮＋高頻感應(yīng)加熱表面淬火
經(jīng)過(guò)滲氮的工件一般不再進(jìn)行其他熱處理，但因氮化層較薄，有時(shí)承受不了較大的表面壓力，特別是馬氏體不銹鋼滲層只能達(dá)到0.1~0.3mm,為此，可在滲氮后再進(jìn)行一次高頻感應(yīng)加熱表面淬火，不僅高頻淬火硬化層厚可達(dá)1.2~1.5mm,而且已滲氮的工件表面層的氮原子會(huì)向工件內(nèi)部擴(kuò)散，提高了滲氮層深度，同時(shí)，工件表面獲得的是固溶氮和碳的細(xì)馬氏體，也提高了表面硬度。
可見(jiàn)，滲氮層再進(jìn)行一次高頻表面淬火的復(fù)合熱處理，不僅保留了氮化的功能，還進(jìn)一步提高了功能質(zhì)量。
三、滲氮＋低溫滲硫
不銹鋼經(jīng)滲氮后，獲得了較高的表面硬度，在提高工件磨粒磨損和疲勞磨損方面起到良好的作用，但是，在工件實(shí)際的使用工況中，也可能還存在黏著磨損，抵抗這種磨損單靠表面硬度是不夠的，還應(yīng)設(shè)法降低表面的摩擦系數(shù)，為此，對(duì)滲氮工件表面再進(jìn)行一次以產(chǎn)生化學(xué)膜為目的的工藝處理是必要的，滲硫即是產(chǎn)生化學(xué)膜的有效方法之一。采用低溫滲硫，在硬滲氮表面形成軟的、均勻的FeS薄膜，在摩擦中起到自潤(rùn)滑作用，增加了工件表面的抗黏著磨損能力。
四、高頻表面淬火＋低溫滲硫
這種復(fù)合處理的作用相似于滲氨＋低溫滲硫復(fù)合處理的作用。
硬的高頻淬火表面與軟的滲硫膜的同時(shí)存在，改善了工件表面的功能。
當(dāng)然，采用復(fù)合處理時(shí)，首先應(yīng)選擇正確的復(fù)合處理方式和組合，其次，要考慮兩種處理的相互作用并合理安排處理程序，以防止程序安排不當(dāng)引起的不良影響。
