渗碳是一种可控的将碳原子扩散进入工件表面的工艺，常伴随着淬火和回火工艺，其目的在于提高工件的表面硬度。这种工艺一般应用于低碳钢。当渗碳过程在“常规”气氛炉而非真空炉中处理时，我们可以参考常规渗碳工艺。 在这一热工艺中，铁合金会被加热到高于其转变温度并暴露于富碳气氛介质中。工艺温度通常介于790°C - 1040°C范围内。碳原子会扩散进入工件，再加上随后的淬火，会使得产品同时具有坚硬、耐磨的表面和心部耐冲击韧性的特性。 固体、液体和气体碳介质均可用于渗碳工艺，但是前两个目前已很少使用。尼萃斯公司所提供的渗碳技术通过计算机控制下的整体淬火和井式气体渗碳炉来实现。我们可提供非常宽泛的硬化层深度范围选择，最高可达6.4mm(0.25英寸)。 此外，尼萃斯可提供局部渗碳的工艺，即只对工件的指定区域进行渗碳处理。

碳氮共渗工艺与渗碳工艺相类似，在渗碳气氛中添加了氨气成分，可将氮原子扩散进入处理的工件表面内。

注意：有时人们会将碳氮共渗与氮碳共渗相混淆。所以请仔细阅读这两项工艺的描述，以避免错误理解。

硬化是人类已知的最古老的冶金工艺，原指在火中炼剑然后掷入湖中使其极冷变硬的形式。现代的方法是先在可控气氛炉中加热，然后予以淬火（一般在加热的油中）。 表述“常规硬化”在此处被用来将该工艺与真空淬火区分开来。应当指出的是，“硬化”通常亦是指代“淬火”。 这一工艺的更精细版本是真空硬化。

在淬火之后（可在气氛炉中以及在真空炉中，随后将说明）几乎总是需要回火，以降低硬度（和脆性）至理想水平。

 此处使用的表述“传统回火”旨在与“真空回火”工艺区分开来。

常规淬火和回火

“淬火和回火”不是一项技术，仅是一种表述。本着完整性目的，我们将其囊括在本节之中，并帮助那些不熟悉这些工艺的人们更容易获取这些概念。

 淬火和回火是可用的最基本的热处理方式，大部分铁基合金必须首先进行硬化处理（淬火），并然后回火至适当的硬度。 表述“淬火和回火”（或称“硬化和回火”）是如此的根深蒂固，以至于我们忘记了在一些传统工艺序列之中它们是在不同炉中完成的，其中的组分会尽快地从一处转移至另外一处。

 在本节中，会对淬火和回火分别叙述。

正火

正火是一个相对简单的过程，然而其参数在很大程度上取决于钢的类型以及所需的结果。其主要目的通常为对晶粒结构的改进和匀化。

常规退火

退火的主要目的是为了软化金属。该工艺通常作为最初步的热处理操作之一，或是在淬火或回火工艺失效，无法满足工艺规范要求，而需要返工时的应急补救措施（真空退火同样如此）。

正如该工艺名称清楚表明的那样，应力消除是用来减少机械加工或某些热处理操作之后的微观结构中的残余应力，以避免后期变形的发生。

时效硬化-时效/沉淀硬化

时效或沉淀硬化是将工件保温在适度温度下以改变材料的特性（一般为硬化），而不改变合金的化学成分。

奥氏体化

奥氏体化是一种可促使奥氏体在合金中形成的工艺。

复碳

当工件在热处理过程中发生了表面脱碳现象（碳含量降低），我们可以通过复碳技术来恢复已脱碳工件的碳含量。