黑色组织是指钢件在碳氮共渗后，在金相检测中发现渗层中出现的黑色斑点、黑色带及黑色网组织，这些统称黑色组织，又叫内氧化。

黑色组织出现在合金钢的共渗层中，高温下炉气中的水汽、氧气、二氧化碳与钢中的合金元素相互作用而被氧化，使表层、次表层的合金元素“贫化”。降低了奥氏体的稳定性，使等温转变图左移，共渗后经淬火通过托氏体、贝氏体转变区而最终形成了氧化物、托氏体和贝氏体的混合组织。由于托氏体、贝氏体易腐蚀，在光镜下呈现黑色。黑网、黑带在抛光时不腐蚀，有时也能看到，但腐蚀后更清楚。

高氧势气氛中的氧原子，会沿着奥氏体晶界向内扩散。由于晶界能量较高，合金元素会从晶内向晶界移动，并迅速与晶界上活泼的氧原子起化学作用，生成氧化物。在晶界上的合金元素也会沿晶界向外扩散，迎接向内扩散的氧原子生成氧化物。所以晶界和表层氧化物多。在高温下( 860℃)合金元素同氧的结合力相比，排在Fe元素前面的是Al、Ti、Si、V、Mn、Cr，它们优先同氧结合，产生内氧化。

黑点多发生在离表层40μm处的孔洞。主要是共渗初期炉气氮势过高，使渗层中氮含量高，故应控制氨气流量和氨分解率。另外共渗时间太长，碳浓度会增加，促使氮化物分解，出现脱氮过程，使原子氮变成分子氮而形成孔洞。

黑带多在0~ 30μm表层范围内。形成的合金元素的氧化物、氮化物和碳化物小颗粒使奥氏体中的合金元素“贫化”，淬透性降低，形成非马氏体组织。

黑网一般在黑带内侧形成，碳氮沿奥氏体晶界扩散，在晶界形成Mn、Ti等元素的碳氮化合物，使晶界附近中的合金元素降低，淬火时易形成托氏体。同理，在共渗层过渡处同样会形成黑网。

黑色组织使零件表面硬度降低，耐磨性降低，使弯曲疲劳强度下降1/2，接触疲劳强度下降到原来的5/6。

防止黑色组织产生的措施是：炉体密封，防止漏气，防止空气中的氧进入而促进黑色组织形成。氨气要干燥脱水，最少经过两道脱水，干燥剂分子筛和硅胶也要定期烘烧除水。应加速排气，排气过慢氨气会同CO、CO2、O2反应生成水蒸气。共渗后尽量不空冷，防止脱碳、脱氮。吸热式气氛中由于有较多的CO和少量水分，使Cr、Mn、Ti钢共渗时出现内氧化，因为CO与氧的亲和力强。

工件出现黑色组织后，可以放入保护气氛中重新加热到840~860℃，保温后快速淬火、回火即可消除。