渗碳热处理是指为增加钢件表层的含碳量和形成一定的碳浓度梯度，将钢件在渗碳介质中加热并保温使碳原子渗入表层的化学热处理工艺。

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渗碳后常采用以下几种热处理方法：
直接淬火+低温回火：将零件自热处理炉中取出直接淬火，然后回火以获得表面所需的硬度。这种方法操作简单，成本低廉，适用于气体渗碳和液体渗碳工艺，以及对变形和承受冲击载荷不大的零件。
预冷直接淬火+低温回火：预冷的目的是减小零件变形，使表面的残余奥氏体因碳化物的析出而减少。这种方法操作简单，工件氧化、脱碳及淬火变形均小，广泛应用于细晶粒钢制造的各种工具。
一次加热淬火+低温回火：将渗碳件快冷至室温后再重新加热进行淬火和低温回火。这种方法适用于淬火后对心部有较高强度和较好韧性要求的零件。
高温回火+淬火+低温回火：经高温回火后残余奥氏体分解，渗层中碳和合金元素以碳化物形式析出，易于机械加工同时残余奥氏体减少，主要用于Cr-Ni合金钢零件。
二次淬火+低温回火：将工件冷至室温后，再进行两次淬火，然后低温回火。这是一种同时保证心部与表面都获得高性能的热处理方法，两次淬火有利于减少表面的残余奥氏体数量。
二次淬火+冷处理+低温回火：也称为高合金钢减少表层残余奥氏体量的热处理，多用于齿轮和轴类零件。