滲碳熱處理是一種對金屬表面進行處理的方法，主要適用于低碳鋼或低合金鋼。
這種處理方法是將工件置于具有活性滲碳介質的環境中，然后加熱到900-950攝氏度的單相奧氏體區，保持足夠的時間使滲碳介質中分解出的活性碳原子滲入鋼件的表層，從而得到高碳表層，而心部仍保持原有的成分。

滲碳后，工件一般需要進行熱處理以提高其性能。

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常見的滲碳后熱處理方法包括：
直接淬火+低溫回火：將滲碳后的零件從熱處理爐中取出直接淬火，然后回火以獲得所需的表面硬度，這種方法操作簡單，成本低廉，適用于對變形和承受沖擊載荷不大的零件。
預冷直接淬火+低溫回火：預冷的目的是減小零件在淬火過程中的變形，并使表面的殘余奧氏體因碳化物的析出而減少。
一次加熱淬火+低溫回火：將滲碳件快冷至室溫后再重新加熱進行淬火和低溫回火，這種方法適用于淬火后對心部有較高強度和較好韌性要求的零件。
高溫回火+淬火+低溫回火：經高溫回火后，殘余奧氏體分解，滲層中碳和合金元素以碳化物形式析出，這樣易于機械加工，同時殘余奧氏體也減少。這種方法主要用于Cr-Ni合金鋼零件。
二次淬火+低溫回火：將工件冷至室溫后，再進行兩次淬火，然后低溫回火，這種方法可以保證心部與表面都獲得高性能，兩次淬火有利于減少表面的殘余奧氏體數量。
二次淬火+冷處理+低溫回火：也稱為高合金鋼減少表層殘余奧氏體量的熱處理，多用于齒輪和軸類零件。