金属构件为了满足工况要求，往往需要进行表面处理。氮化（Nitriding），也称之为渗氮，是一种为了提高表面耐磨性、耐蚀性以及疲劳强度而被广泛应用的表面处理技术。其原理是在一定温度下激活介质产生氮原子渗入工件表层，从而在近表面连续深度内与Fe、合金元素形成不同的成分组织，改变了表层的硬度、热稳定性和致密性。

但由于氮化工艺效果并非肉眼可见，且成品零件也不可进行破坏，所以必须事先针对不同工艺条件下的氮化试样进行品质检验。衡量氮化品质可以使用以下几个指标：氮化层深度、氮化硬度、渗层组织、残余应力。

以下即介绍了利用实验室检测手段评价氮化品质的方法：

NO.1 氮化层深度

• 硬度法：在截面上从表及里测试维氏硬度，测至比基体硬度高50HV处的垂直距离即是氮化层深度。 

• 金相法：切取氮化试样，制作Cross section样品，采用4%硝酸酒精进行金相腐蚀，并在金相显微镜下观察测量。

NO.2 氮化硬度

• 采用轻负荷硬度计检测氮化试样表面硬度；

• 采用显微维氏硬度检测氮化试样截面硬度。

   

NO.3 渗层组织

金相法：氮化层组织相对复杂，存在化合物层和扩散层（不同成分的氮-铁/合金的化合物），氮化物的形态及分布会显著影响渗氮脆性和结合强度，可参考《GB/T 11354-2005 钢铁零件 渗氮层深度测定和金相组织检验》进行评级。

NO.4 残余应力

X射线衍射-残余应力测试：渗氮处理改变了近表层组织成分，并引入了残余压应力，这对提高工件（轴类、齿轮等）疲劳强度是有相当好处的。对于希望提高耐磨性和疲劳强度的零件来讲，定性定量检测氮化表面的残余应力有助于选择更优化的工艺条件。