以渗碳为主同时渗入氮的化学热处理工艺，它是在一定程度上克服了渗氮层硬度虽高但渗层较浅，而渗碳层虽硬化深度大，但表面硬度较低的缺点，应用较广泛的只有气体法和盐浴法，气体碳氮共渗介质是渗碳剂和渗氮剂的混合气，例如煤油或乙醇、通氨、吸热或放热型气体中酌加高碳势富化气并通氮；三乙醇胺或溶入尿素的醇的连续滴注。
碳氮共渗并淬火、回火后的组织为含氮马氏体、碳氮化合物和残余奥氏体，深度约为0.6-1.0mm的碳氮共渗层的强度，耐磨性与深1.0-1.5mm的渗碳层相当，为减少变形，中等载荷齿轮等可用低于870度的碳氮共渗代替930度进行渗碳。
基本流程如下：
1. 预处理
包括脱脂和清洗，去除表面的油污、灰尘和氧化物。
酸洗和钝化，去除表面的锈蚀，形成致密的氧化膜，提高渗透效率。
预热，将工件预热至渗碳所需要的温度，增强原子扩散。
2. 渗碳和氮化
渗碳和氮化是碳氮共渗的核心过程，目的是使碳和氮原子渗入工件表面。
渗碳是在高温下将碳原子渗入工件表面，形成高硬度和耐磨性的碳化层。
氮化是在高温下将氮原子渗入工件表面，具有更高的表面硬度、耐磨性和耐腐蚀性。
3. 后处理
提高工件性能及稳定性
淬火将渗碳或氮化后的工件迅速冷却，以增强渗透层的硬度和强度。
回火将淬火后的工件加热到一定的温度，然后缓慢冷却，以消失淬火应力，提高韧性和改善加工性能。
研磨和抛光，去除渗透层表面多余的物质，提高工件的光洁度和尺寸精度。
注意事项
渗碳和氮化处理中的温度、时间、介质必须严格控制，以确保获得所需的渗透深度和硬度。
工件的表面粗糙度和几何形状会影响渗透效果，应予以考虑。
工件可能存在一定的变形，需要进行精加工以达到尺寸精度要求。
作者：王波