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，實現(xiàn)了可控滲氮工藝。

       調(diào)節(jié)進氣的氨氣氫氣比例可以實現(xiàn)氮勢控制。為了實現(xiàn)其控制，還必須通過專門的試驗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)有微機來實現(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，以加強鍛件內(nèi)外壁的冷卻。

       鍛件淬火的一個重要的特點是內(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，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。