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氮化溫度在590-650℃之間氮化層組織示意圖，在氮化溫度下出現時組織為緩冷至室溫，最外層為&相，里層在590℃發生共析轉變，得到共析組織，共析層極易蝕顯變黑，最里層a相，緩冷時析出相；若快冷時，就無共析體的黑色層出現，而得到含氮的馬氏體組織。因為層不易蝕顯，在金相顯微鏡下很容易發現外表這一亮層．同樣具有耐腐蝕性，因此在顯微鏡下不易和s相清晰區分．大口徑不銹鋼管的氮化組織：因為實際上并不是用純鐵而是用不銹鋼或合金鋼來進行氮化的．因此需要對鋼中的碳及其合金元素對氮化的影響進一步加以說明．

鋼中所含的碳對氮的擴散速度有著較大的影響．當鐵中的含碳量有少許增加（由0.01%增至0.06%），氨的擴散速度就會有很大降低，這表明：大口徑不銹鋼管中鐵的品格中有少量碳原子存在，都會使氮的擴散受阻，含碳量繼續增加，氮化層厚度便要減小，因為片狀珠光體與滲碳體的存在減少了易于溶解氮的自由鐵素體量，從而增大了氮原子的擴散路程（但并不排除滲碳體能溶氮這一事實）．氮于520℃在鐵素體內的擴散系數隨鋼中含碳量的增加有如下的降低：含0.06%C鋼的氮擴散系數等于5.0×10-9厘米2／秒；含0.43%C鋼的氮擴散系數為1.25×10-9厘米2／秒；而含1.18%C鋼的氮擴散系數為0.514×l0-9厘米2／秒．X光分析證明：碳鋼中的￡相為含碳的氮化物相，而相則系一純氮化物福，因為大口徑不銹鋼管的晶格常數不以鋼中的含碳量而變，碳素鋼中y相是氮與碳在y-Fe中的固溶體．

鋼中大部分合金元素皆能形成氮化物。目前研究過的所有過渡族金屬氮化物與氮化鐵一樣是典型的間隙相（鋁不是過渡族金屬，因而AIN不是間隙相）．經研究確定氮化物依其穩定性降低的次序可排列為：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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