零件經過滲碳之后，由于表面層和心部的含碳量相差較大，表面與心部熱處理的相變溫度發生了較大的差異；同時長時間高溫滲碳引起晶粒粗化，使鋼的性能惡化。這些影響因素都給滲碳后的熱處理造成了困難。所以在實際生產中，要根據滲碳后的各種具體情況，分別采取不同的熱處理方法。
（1）滲碳后直接淬火+（160~200）℃×（2~3）h低溫回火工藝，在細晶粒鋼滲碳中廣泛采用，縮短生產周期，提高勞動生產率，節省能源消耗，降低生產成本。缺陷是：殘余奧氏體多，淬火變形大。根據零件所用鋼材的淬火件尺寸大小、對變形的要求等方面的特點，可以在預冷后進行水淬、油淬、水-油雙液淬或者用120~160℃熱油分級淬火。
（2）滲碳后預冷（到Ar3之上，一般是800~850℃）直接淬火+（160~200）℃×（2~3）h低溫回火工藝。淬火介質選擇按照“滲碳后直接淬火”的方式。
以上兩個工藝除了要合理選擇淬火方式和嚴格控制預冷溫度外，還應考慮到零件鋼材必須是細晶鋼，而且滲碳后只是進行磨削加工，因直接淬火后難以進行其他切削加工。
（3）滲碳后緩冷，重新加熱一次淬火+（160~200）℃×（2~3）h低溫回火工藝。淬火加熱溫度有兩種，820~850℃和780~810℃。表面層耐磨性高、殘余奧氏體少、淬火變形小。
對心部組織、性能要求較高的合金滲碳鋼零件，淬火溫度應略高于心部的Ac3，常為Ac3+(30~50) ℃，心部完全重結晶，使晶粒細化，淬火后可獲得細晶粒的低碳馬氏體或索氏體組織，具體較好的強韌性。這一淬火溫度對表面層屬于偏高的范圍，因為超過了表面層的Accm點，晶粒有粗化傾向，且淬火后殘余奧氏體較多，但可消除網狀碳化物。
對表面層硬度和耐磨性要求很高，而對心部組織和性能要求不嚴的滲碳件，如各種量規等，淬火溫度可選Ac1+（40~60）℃。這一溫度對表面層完全合適，淬火后為馬氏體，含少量碳化物，殘余奧氏體很少，因而硬度高、耐磨性好。這一溫度對心部不能完全奧氏體化，只是部分組織淬火后為低碳馬氏體，還保留著一定數量的鐵素體未淬火，所以機械性能較差。應當指出，采用這種淬火溫度的前提必須是淬火前表面滲層中無網狀碳化物。在生產實踐中，對于一般碳鋼的滲碳零件，一次淬火溫度常在Ac1~Ac3，既高于Ac1+(40~60) ℃，又低于Ac3+（30~50）℃，如820~850℃之間，淬火后兼顧了表面與心部的組織、性能要求。這種淬火溫度，對心部要求強而韌，表層允許有較多的殘余奧氏體、表面耐磨、抗點蝕疲勞性能良好的零件特別適用。
淬火介質的選擇，可按照鋼材的淬火性能、零件尺寸和形狀特點、組織性能和變形量要求等，采用單液、雙液、分級等方式進行淬火。
（4）滲碳后高溫回火[(650~680) ℃×(6~38)h]，一次淬火+（160~200）℃×（2~3）h低溫回火工藝。淬火加熱溫度為840~860℃，適用Cr-Ni合金滲碳鋼，高溫回火是使滲碳冷卻形成的馬氏體和殘余奧氏體分解，便于切削加工，使滲層淬火殘余奧氏體量減少。
（5）雙重淬火工藝就是在滲碳后進行兩次淬火處理，然后再低溫回火的熱處理工藝。第一次淬火或正火：淬火的溫度常為Ac3+(30~50) ℃，對碳鋼為880~900℃�？梢韵顚泳W狀碳化物、細化心部組織，為進行表面層的第二次淬火準備良好的原始組織。第二次淬火加熱[一般為Ac1+(40~60) ℃，即在Ac1~Accm]在760~800℃+（160~200）℃低溫回火，適用于重要滲碳件和采用粗晶粒鋼的滲碳件。
（6）滲碳后重新加熱淬火+冷處理+（160~200）℃低溫回火。對于高合金鋼，在心部的Ac1和Ac3溫度加熱淬火，表層殘余奧氏體量較多，經過冷處理（一般一70~一120℃），促使奧氏體轉變，提高表面硬度，增加耐磨性。
（7）滲碳后感應加熱淬火+（160~200）℃低溫回火。
