铸铁是工业上应用最广泛的材料之一，渗氮主要用于提高铸铁的表面硬度、耐磨性、疲劳强度、抗弯强度和耐蚀性。由于铸铁含碳量和含硅量高，它们阻碍氮原子的扩散，渗氮层较浅，但硅能与氮反应生成极硬的硅氮化合物Si₃N₄(HV1000左右)，因此增强了铸铁的渗氮强化效果。

铸铁的渗氮温度一般比合金钢高30-50℃，即在550-570℃左右。渗氮时间则根据零件对渗层深度的不同要求，从几小时到十几小时不等。在只要求耐磨性时，渗氮时间可选择短些。与钢的渗氮层不同的是，铸铁渗氮层的厚度是不均匀的，而且沿着铁和石墨界面氮可以扩散得很深。铸铁渗氮后，渗氮层由表面白色的氮化物层（ε+γˊ+α-Si₃N₄）和次层黑色扩散层（过饱和氮的α-Fe+α-Si₃N₄）组成。

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