渗碳热处理主要是通过将金属（特别是钢）置于高温渗碳温度下，然后将气体或液体碳元素注入金属内部，使金属表面形成坚硬、耐磨的氧化物膜。

这一处理过程旨在增加钢件表层的含碳量和形成一定的碳浓度梯度，从而改善金属的性能。

​

渗碳后，常采用以下几种热处理方法来进一步优化金属的性能：
直接淬火+低温回火：直接淬火后低温回火，以获得表面所需的硬度。
预冷直接淬火+低温回火：先预冷后淬火和回火，以减少零件变形和残余奥氏体。
一次加热淬火+低温回火：适用于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：主要用于Cr-Ni合金钢零件，易于机械加工并减少残余奥氏体。
二次淬火+低温回火：同时保证心部与表面都获得高性能的热处理方法。
二次淬火+冷处理+低温回火：高合金钢减少表层残余奥氏体量的热处理，常用于齿轮和轴类零件。