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從不銹鋼鋼管材料組織成分平衡圖可以看出，鐵素體(α相)只能固溶0.1%以下的氮，因此，鋼在氨氣中加熱時就形成鐵的氮化物。在氮化表面形成的這些氮化物飽和層，作顯組織觀察時，由于它不受所用侵蝕試劑腐蝕，故呈現為白亮層。白亮層容易剝落，所以，氮化后必須用精加工除去，因此可以把白亮層看做伴隨氮化產生的一種缺陷。用氨氣進行氮化，通過分解產生的原子氮被鋼吸附和擴散，再和存在于鋼內的Al、Cr等結合形成細小的化合物，在鐵素體晶粒內引起很大畸變而使之硬化。未參與氮化的氮變成惰性分子態氮從爐中排出。不銹鋼管 圖中所示是混合氣氛與不同溫度下處于平衡的Fe-N相的關系。所以，氨的分解氣和氨氣的混合氣體，即NH3+N2+H2的氮化氣氛，可以獲得具有與氨分壓或者說是氨的分解率相對應的氮化鐵表面的氮化層。圖中所示是不銹鋼鋼管在500℃與550℃氮化24小時的情況下，氨的分解率、氮化量以及表面生成相間的關系。從以上結果可以看出，不在生成白亮層的氮化條件下，就不能獲得充分的氮化效果。二段氮化法在氮化后期用高分解率的氣氛，僅能促進氮在鋼中的擴散，試圖減輕白亮層。但需要注意的是，與此同時氮化鐵容易從晶界上成網狀析出，而成為發生剝落的原因。
