固體滲碳是在固體滲碳介質(zhì)中進(jìn)行的滲碳過程。滲碳劑由固體炭和催滲劑兩部分組成。固體炭可以是木炭也可以是焦炭。堿金屬或堿金屬的碳酸鹽可用作催滲劑，其醋酸鹽有更好的催滲作用和活性。

固體滲碳的反應(yīng)是在高溫下滲碳劑發(fā)生分解：

Na₂CO₃→Na₂O+CO₂

BaCO₃→BaO+CO₂

高溫下分解出的CO2與熾熱的炭發(fā)生還原反應(yīng)：

CO₂+C→2CO

CO氣體吸附在工件表面，在Fe的催化作用下發(fā)生滲碳反應(yīng)：

2CO→C(Fe)+CO₂

固體滲碳是在充滿滲碳劑的密封不銹鋼制箱中進(jìn)行的，一股采用箱式電爐加熱滲碳箱。固體滲碳的優(yōu)點(diǎn)是：無需專用滲碳設(shè)備，滲碳工藝簡單，特別適用于沒有專用滲碳設(shè)備、批量小、變化多樣的零件。其缺點(diǎn)是滲碳過程質(zhì)量控制困難，滲碳加熱效率低，能源浪費(fèi)大。

滲碳工藝中，在800~850℃透燒的目的是減小靠近箱壁的工件與箱體心部工件滲碳層的差別。透燒時(shí)間的多少取決于滲碳箱的大小。

滲碳保溫時(shí)間取決于滲層的深度要求，在(930±10)℃溫度范圍內(nèi)，一般滲碳速度為0.1~0.15mm/h。根據(jù)滲層深度就可大致估算出保溫時(shí)間。

在分級(jí)滲碳工藝中，當(dāng)滲碳深度接近要求深度的下限值時(shí)，將爐溫降低到840~860℃保溫一定時(shí)間進(jìn)行擴(kuò)散，使表面碳濃度降低，滲層增厚，這樣可防止網(wǎng)狀滲碳體的出現(xiàn)。對(duì)于本質(zhì)細(xì)晶粒鋼，可免去正火清除網(wǎng)狀滲碳體的過程，滲碳后直接淬火。

固體滲碳的操作主要體現(xiàn)在使用試樣來確定獲得所要求的滲層深度的出爐時(shí)間。在滲碳箱中放置兩種試樣，一種是插入箱內(nèi)的Φ10mm的鋼棒，要求它與工件材料相同，在滲碳過程中可隨時(shí)抽取檢驗(yàn)；另一種試樣是埋入箱中的，隨件出爐，供滲碳處理后檢查金相組織和硬度。為了能正確反映工件滲碳效果，試樣應(yīng)靠近工件放置。

雖然固體滲碳有很多優(yōu)點(diǎn)，如可以用各種形式的加熱爐、不需要任何控制氣氛、對(duì)小批量和大工件比較經(jīng)濟(jì)、不需要特殊緩冷設(shè)備等；但它也有很多不利之處，如工作環(huán)境條件差，在要求較淺的滲碳層時(shí)不易控制滲碳層深度、含碳量及碳濃度的梯度，需要直接淬火時(shí)操作比較困難等。為了消除這些缺點(diǎn)，改善工作條件，提高效率，常需要采用氣體滲碳法。