表面渗层不均匀的情况有三种：一时渗层的深度不均匀；二十渗层碳化物分布不均匀；三是工件之间的渗层厚度不一致。渗层不均匀会导致硬度、耐磨性、疲劳强度的不一致，同时也会造成变形量得不均匀。

   造成这种缺陷的原因由多种因素引起。主要是：①零件渗碳时表面不清洁，表面有锈斑，油垢；②炉内渗碳气体流动不均匀，零件彼此间的间隔太小；③大小工件尺寸不一致，零件表面有炭黑; ④炉温的均匀性影响；⑤排气阶段过程。只要渗碳前仔细清理零件表面，注意装夹具的方法，保证炉内气流的循环，定期清除炉内炭黑便能得到克服。