通过渗碳及相应的热处理工艺手段，可使低碳钢、低碳合金钢在保持心部有较高的强韧性的同时，表面获得高的强度、硬度和耐磨性。而可控气氛渗碳能够有效控制渗碳层深度、碳含量、硬度和金相组织，避免零件氧化和脱碳，大幅提高热处理质量，减少材料的浪费，提高生产效率，降低成本，稳定产品性能，延长使用寿命。因此，可控气氛渗碳已广泛应用于井式渗碳炉、密封箱式多用炉、连续炉、网带炉及转底炉等，针对不同机械零件进行渗碳处理。

一、常用可控气氛渗碳

1．载气+富化气渗碳气氛

（1）甲醇+富化气甲醇的碳氧比(C/O)等于1，甲醇在渗碳温度下裂解而形成弱渗碳性气体，因此可作为载气来使用。甲醇裂解气中不论是碳的减少还是氧的增多都将破坏其平衡而产生CO₂，降低气氛的碳势。碳的减少，可能因发生炭黑沉积，或形成CH₄。氧的增多，可能由于空气或水的侵入。因此，甲醇裂解气的碳势很易受外界和工艺状态影响，加富化气后碳势变化较敏感。富化气一般采用丙酮、煤油、丙烷居多。甲醇+富化气渗碳法在滴注式井式渗碳炉上应用较多。

（2）吸热性气氛+富化气吸热式气氛

将原料气（液化石油气或天然气、丙烷）与空气按原子碳、氯比为1混合，送入装有催化剂的、由外部供热的反应罐内反应制得。

丙烷制备：丙烷：空气=1：1.74（1m³丙烷气生成12.64m³吸热式载气）

天然气制备：天然气：空气=1：2.4（I m³天然气生成4.88 m³吸热式载气）

富化气一般采用天然气、丙烷。吸热式气氛广泛用于多用炉。吸热式气氛发生器工作温度高，吸热式气氛在低温较容易产生积炭现象，由于其高的氢含量和氧含量，容易发生爆炸。

（3）氮基气氛+富化气

在氮气中添加适当数量的碳氢化合物或碳氢氧化合物（气体或液体），由于使用的添加物不同，就有了不同类型的氮基气氛。其中氮气+甲醇气氛是目前广泛采用的一种类型。氮气和甲醇按一常规热处理定比例混合后进入炉内，在高温下裂解形成渗碳气氛。当N₂与CH₃OH按某一比例混合时，炉内裂解气氛中的CO：H₂：N₂约为20%：40%：40%。这种比例的气氛与天然气为原料所制备的吸热式气氛的组成比例十分接近。为了使气氛具有较高的碳势，还需向炉内加入少量的富化气，如CH₄、C₃H₈或CH₃COCH₃（丙酮）等。氮气+甲醇在炉内裂解后气氛成分稳定，采用氧探头很容易实现气氛碳势的自动控制。