在欲達到相同滲層深度的情況下，普通軟氮化需要9 h，稀土軟氮化只需6 h，稀土可以提高軟氮化滲速30%~ 35%，顯示出優(yōu)異的催滲作用;稀土提高了滲速，增加了成彌散分布的氮碳化合物的數(shù)量，加之稀土的固溶強化作用，可使?jié)B層的硬度顯著提高。稀土的催滲作用可以歸納為3個方面:

1)稀土能使鋼表面的氧化鐵還原,從而活化鋼表面。

2)稀土元素具有特殊的4f電子殼層結構,且電負性較小,因而具有很高的化學活性,對氫有極強的親和力,對氮的親和力則較弱,可促進氮氫鍵和碳氫鍵的斷裂而生成活性氮、碳原子。

3)稀土元素的原子半徑約是鐵原子半徑的1.5倍,由于稀土元素與非金屬之間的極化作用,導致其原子半徑變?yōu)榕c鐵原子半徑相似,這使稀土元素的滲入變?yōu)榭赡?。滲入鋼表面的稀土元素將優(yōu)先占據晶界位置和晶內缺陷處,使鋼表層產生畸變區(qū),降低體系的能量,加快氮、碳原子的擴散。

多元共滲是2種或2種以上的元素在同一道工序中滲入金屬或合金表面,目的是為了獲得比單元滲更好的綜合性能。軟氮化由于析出的碳化物為氮原子的滲入提供了"異質形核"的條件,有利于氮原子的吸附,因此加快了氮化速度。多元共滲在材料表面形成多種化合物,能起到彌散強化的作用,有些元素能夠使晶格發(fā)生畸變,提供更多的擴散通道,加快滲氮速度,使材料表面硬度、耐磨性和耐腐蝕性得到較大的提高。