在談到不銹鋼滲氮熱處理時，曾指出為保證滲氮效果，作為滲氮的預備處理，對氮化材料應進行預先熱處理。對于馬氏體不銹鋼，滲氮前的預先熱處理通常采用調質處理，即淬火后高溫回火處理。現在這里講的滲氮+整體淬火則是以提高零件功能效果為目標的復合熱處理。

用馬氏體鋼制作有高強度、耐磨、耐疲勞要求的零件時，需對零件進行整體淬火后再低溫回火。眾所周知，馬氏體不銹鋼淬火冷卻時，表面層先冷卻到馬氏體轉變點M?_s以下，先發生馬氏體轉變，此時，表面組織轉變層會發生體積膨脹，心部仍處于奧氏體狀態，體積沒有變化，這使得表面受壓應力，心部受拉應力，而當零件繼續冷卻時，心部溫度降低到M?_s點，開始發生馬氏體轉變，先已冷卻并發生轉變的表層已處于冷硬狀態，這時，心部由于組織轉變發生的體積膨脹受到限制，承受壓應力，而表面承受拉應力，即淬火完成后，零件表面處于殘留拉應力狀態。這種殘留拉應力將降低零件工作時的疲勞強度，降低零件的使用壽命。

如果在工件淬火之前，先進行滲氮處理，這時，零件表面層含有較高的氮量。氮元素對金屬組織的影響類似于碳和鎳，擴大了奧氏體相區，穩定了奧氏體，見圖7－11，并且氮的這種作用相當于鎳的20倍。

圖7－11　氮對鐵鉻系平衡相圖的影響

由于氮元素的作用奧氏體穩定性的增加，降低了馬氏體轉變點M?_s。這使零件表面(已滲氮部分)的M?_s遠低于心部，在以后淬火冷卻時，雖然表面層先冷卻，但發生馬氏體轉變的時間卻遲于心部，即已被滲氮的表面層比心部后發生馬氏體轉變，所以，最終零件的表面(已被滲氮再淬火部分)殘留了壓應力，這當然會提高零件的抗疲勞能力。有研究表明，先滲氮再淬火的零件可提高疲勞壽命3～6倍。如果零件滲氮、淬火后再進行冷處理，會進一步增加表面層的壓應力，提高零件疲勞壽命的效果會更好。