渗氮层氮化物分布与形态是影响渗氮层硬度的关键。当氮化物弥散分布时的硬度就偏高，相反就偏低。在常规渗氮处理中产生的一般是片状的氮化物，并与母相共格或半共格的氮化物。伴随温度的升高，氮化物不断地累积变大，与母相脱溶，硬度也急剧下降。
   稀土渗氮过程中，由于稀土的渗入使得氮化物呈现弥散且不均匀的分布状态，从而使自由能急剧升高，成为间隙N原子的陷阱。同时，能够形成亚稳定的Cottrell气团，这一气团可以降低该处的能量。氮化物的形成则以稀土元素为核心，其分布也变得细小弥散。同时，它还呈现弥散准球状析出，进而避免产生脉状组织，也避免出现氮化物沿晶界偏聚。此外，在一定温度区间内，氮化物形态不改变，其分布也不会改变，与常规渗氮技术相比，稀土渗氮技术使得氮化物的渗层硬度较高，且脆性能够保持在0～1级。
2.3、稀土渗氮对工艺的要求

稀土渗氮具备渗层硬度较高的特性，根据这一特性，可将渗氮温度提高10～20℃，进而更有效地促进渗速的提高。根据大量实验的结果，可以发现：用同样的温度，稀土渗氮只能将渗速提高15%～20%，但是，在将温度提高20℃以后，渗速则可以大幅度提高。同时，与常规渗氮技术相似，稀土渗氮也要将渗氮的氨分解率控制在合理的范围内，即在开始阶段要采用较高的氮势(Np)，然后在逐步降低。一般采用变温变氮势的两端法可控气氛渗氮工艺，且初期使氨气分解率降低，氮势增高来适应渗氮速度加快的要求，使其大幅度增加。
2.4、稀土渗氮的经济效益及节能情况
  采用常规渗氮工艺，一般的合金结构钢，渗层要求0.3mm时，保温时间一般需要30h以上。渗层要求0.6mm时，保温时间需要90h以上。采用稀土渗氮加入催渗剂后，一般的合金结构钢，渗层要求0.3mm时，在相同温度条件下如果能够配合使用循环加热的保温渗氮工艺，则保温时间只需14h。比常规渗氮技术的保温时间缩短16h，节省53%的用时，因而能够节省40%用电、减少氨气消耗约35%、减少废气排放约35%。渗层要求0.6mm时，可缩短保温时间约40%。
   我国是机械制造大国，采用气体渗氮的企业数以千计，主要在机床制造、风电传动、航天航空设备、模具制造等行业。据估算，井式渗氮炉(以75kW计算)3000台，全年操作按100次计算，每次通电25h，则年耗电5.625×108kW•h。使用稀土催渗剂后，可提高渗速40%，则节电2.250×108kW•h，相当于9万吨标准煤，减少CO2排放8万吨。所以如果全行业在渗氮过程中采用稀土催渗技术，则有较好的“节能减排”功效。

3、稀土渗氮技术的发展
3.1、稀土渗氮重要意义
   近年来，伴随世界能源价格的普遍上涨，我国经济发展面临巨大挑战，为此提出了建立创新型节约型国家，实现经济可持续发展的目标，并出台了有关降低能耗、节约能源、减少排放以及实现高效延寿的有关政策。根据对稀土渗氮工艺的初步试验可知：稀土催渗可以大幅度缩短气体渗氮的时间，并且对于不同的钢材显示不同的催渗效果，一般可以缩短30%～60%左右，并且表面硬度还比传统的渗氮提高50～150HV。初步计算，采用这一技术，将大幅度降低电耗，预计可使电耗降低30%～40%，并且降低渗氮废气的排放量，缩短工时，提高工作效率。同时钢件也将质量大幅度提高，抗磨损，使表面耐磨性能大大加强，强度硬度一定范围内增加，实现高效利用及延长寿命。稀土渗氮技术将会促进我国的渗氮工艺的发展。
3.2、稀土渗氮的展望
   渗氮工艺具有提高零件表面硬度、提高零件耐磨性以及提高耐腐蚀性与疲劳抗力等特性能够广泛用于模具生产和动力机械等行业。渗氮是机械加工中不可替代的工艺，但是渗氮工艺还存在一些急需解决的问题，如工艺时间过长，以渗层0.5mm为例，它的用时要长达50h，如果在将辅助时间计算在内，它的工艺时长将达3～4d。因此，这将浪费大量的工时、电耗与氨气。为此，渗氮工艺今后的研究重点应围绕如下方面：一是缩短渗氮时间；二是加深渗层；三是降低能耗；四是向发展绿色经济方向转变。
   鉴于我国拥有丰富的稀土资源以及稀土渗氮工艺的诸多优点，应通过技术创新与推广，发挥资源优势和技术优势，进而形成产业发展优势和经济效益。
   材料科技研究人员应将稀土渗氮工艺的创新与推广作为研究重点，将其内在规律和渗氮机理进行更深一步的探讨。不断进行稀土高效催化剂的研发工作，努力实现稀土渗氮工艺全面取代常规渗氮工艺，进而实现节能、减排、降耗与增效延寿效果的最大化。