根據(jù)鍛件使用特性來選擇滲氮表層的組織，如承受沖擊載荷又要具有高耐磨性能，就不希望有相層，如單獨(dú)耐磨性能好，表層相影響就不大。如使用特性是抗蝕性能，則必須有完整的相層存在。這些，可以通過控制爐內(nèi)氮勢來實(shí)現(xiàn)。爐內(nèi)氮勢是通過控制爐內(nèi)氨分解率來調(diào)整爐內(nèi)氨和氫分壓比來實(shí)現(xiàn)氮勢控制。

       最早勒律研究了純鐵在氨-氫混合氣體中滲氮時，氣氛成分同滲層相成分的平衡關(guān)系，這給可控滲氮提供了最初的依據(jù)。后來貝爾等人研究了滲氮反應(yīng)的平衡條件，建立了“氮勢”的概念和氮勢門檻值，并利用氫氣稀釋氨氣，控制氮勢限制白亮層的形成，實(shí)現(xiàn)了可控滲氮工藝。

       調(diào)節(jié)進(jìn)氣的氨氣氫氣比例可以實(shí)現(xiàn)氮勢控制。為了實(shí)現(xiàn)其控制，還必須通過專門的試驗(yàn)建立適于各種鋼種在一定滲氮溫度下形成白亮層的氮勢門檻值曲線。氮勢低于曲線則不形成白亮層，高于曲線則出現(xiàn)白亮層。

       根據(jù)門檻值來調(diào)整氨氫混合氣氛，同時采用紅外分析儀分析氨氣，以使整個滲氮過程氮勢恒定不變，目前已經(jīng)有微機(jī)來實(shí)現(xiàn)氮勢的自動控制系統(tǒng)。

       為了使大型容器鍛件能夠均勻而有效地加熱與冷卻，鍛件生產(chǎn)廠應(yīng)具備有足夠能力的大型熱處理爐和淬火水槽。淬火水的流動狀態(tài)對鍛件表面的熱交換起著重要的作用，它比水槽的容積和循環(huán)水量的作用更為明顯，所以水槽的內(nèi)壁附近及中心處均設(shè)有對著鍛件噴射的水管，以加強(qiáng)鍛件內(nèi)外壁的冷卻。

       鍛件淬火的一個重要的特點(diǎn)是內(nèi)外壁同時冷卻。鍛件內(nèi)外介質(zhì)流動狀態(tài)不同，使內(nèi)壁傳熱低于外壁，加之鍛件橫截面的扇形特點(diǎn)，使內(nèi)壁的單元體積與熱交換表面面積之比總是大于外壁，即使內(nèi)外壁的傳熱系數(shù)接近，內(nèi)壁的冷卻也要慢于外壁。

       在鍛件尺寸一定時，鍛件淬火的冷卻過程主要決定于睡的溫度和流動狀態(tài)。水的流動狀態(tài)包含流速及流向兩個內(nèi)容。鍛件淬火時的冷卻強(qiáng)度是鍛件表面與水的熱傳導(dǎo)和對流傳熱的反映。

       鍛件淬火冷卻是表面?zhèn)鳠岷蛢?nèi)部熱傳導(dǎo)兩個過程綜合作用的結(jié)果，提高表面的冷卻強(qiáng)度，可以加快表層的冷速。壁厚對冷卻的影響很大，壁厚越薄，影響越大。所以淬火時應(yīng)取最小壁厚，尤其是壁厚較薄的鍛件，采用加大淬火壁厚的措施時要充分考慮到對冷速的影響。

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