渗碳热处理是一种对金属表面进行处理的方法，主要适用于低碳钢或低合金钢。
这种处理方法是将工件置于具有活性渗碳介质的环境中，然后加热到900-950摄氏度的单相奥氏体区，保持足够的时间使渗碳介质中分解出的活性碳原子渗入钢件的表层，从而得到高碳表层，而心部仍保持原有的成分。

渗碳后，工件一般需要进行热处理以提高其性能。

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常见的渗碳后热处理方法包括：
直接淬火+低温回火：将渗碳后的零件从热处理炉中取出直接淬火，然后回火以获得所需的表面硬度，这种方法操作简单，成本低廉，适用于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在淬火过程中的变形，并使表面的残余奥氏体因碳化物的析出而减少。
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，这样易于机械加工，同时残余奥氏体也减少。这种方法主要用于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，这种方法可以保证心部与表面都获得高性能，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。