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第一段的渗氮温度和氮分解率与一段渗氮相同,目的是在工件表面形成高弥散度的氮化物;第二段采用较高的温度(一般550-600℃)和氨分解率(40%-60%),以加速氮在钢中的扩散,增加渗氮层深度,并使渗层的硬度分布趋于平缓。由于第一阶段在较低温度下形成的高度弥散细小的氮化物稳定性高,因而其硬度下降不明显。两段渗氮可缩短渗氮周期,但表面硬度稍有下降,畸变量有所增加。