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傳統合金鋼材料中的鋁，鉻，釩和鉬元素對于氮化非常有用。當這些元素在氮化溫度下與初始氮原子接觸時，會形成穩定的氮化物。特別地，鉬元素不僅用作生成氮化物的元素，而且還用于減小在氮化溫度下發生的脆性。其他合金鋼的元素，例如鎳，銅，硅，錳等，對氮化性能沒有顯著貢獻。通常，如果鋼包含一種或多種形成氮化物的元素，則氮化后效果相對較好。其中，鋁是氮化物中最強的元素，用0.85％至1.5％的鋁進行氮化可獲得最佳結果。就含鉻鉻鋼而言，含量足夠也可以獲得良好的結果。但是，由于氮化物層非常脆并且易于剝離，因此沒有含碳鋼的合金，不適合作為滲氮鋼。
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