软氮化（低温氮碳共渗）是一种表面化学热处理工艺，通过在低温（500~600℃）下向工件表面渗入氮和碳元素，形成表面强化层，从而显著改善材料的表面性能。其主要作用如下：
软氮化后，工件表面会形成一层由 ε 相（Fe₂₋₃(N,C)）为主的化合物层（厚度通常 5~20μm），以及下方的扩散层（氮、碳固溶于铁基体形成的固溶体层）。
- 化合物层硬度可达 500~900 HV，显著提升表面抗磨损能力，尤其适用于承受滑动摩擦、冲击摩擦的零件（如齿轮、轴承、模具等）。
- 扩散层通过固溶强化和析出强化，提高表层韧性，避免硬而脆的表层在受力时剥落，平衡耐磨性与韧性。
氮、碳元素渗入表层后，会在表面形成残余压应力（因原子嵌入晶格导致晶格畸变），可抵消部分工作时的拉应力，延缓疲劳裂纹的产生和扩展。
- 对于承受交变载荷的零件（如曲轴、凸轮轴、弹簧等），疲劳强度可提升 20%~50%，延长使用寿命。
ε 相化合物层具有较低的摩擦系数和良好的塑性，在金属间接触（如滑动、啮合）时，能减少黏着磨损（咬合）现象，尤其适用于缺乏润滑或边界润滑条件下的零件（如螺栓、导轨、工具等）。
致密的化合物层（ε 相）结构致密，能阻碍水、氧气等腐蚀介质渗入基体，对碳钢、铸铁等材料的耐大气腐蚀、轻度介质腐蚀性能有一定提升（但耐蚀性弱于镀铬等工艺，主要用于非强腐蚀环境）。
与高温渗氮（500~600℃ vs 传统渗氮 500~600℃，但软氮化时间更短，且温度通常略低）或淬火等工艺相比，软氮化处理温度较低、时间较短（通常 1~6 小时），工件热变形小，适合对尺寸精度要求高的精密零件（如量具、精密齿轮）。
软氮化广泛应用于汽车、机械、模具等领域，如处理发动机凸轮轴、变速箱齿轮、冲压模具、轴承滚子等，以在低成本、低变形的前提下，综合提升零件的耐磨性、疲劳强度和使用可靠性。
