工件滲碳后，提供了表層高碳、心部低碳這樣一種含碳量的工件。為了得到合乎理想的性能，需要進行適當的熱處理。在滲碳后常見的熱處理主要有直接淬火、一次加熱淬火、兩次加熱淬火這三種方法。下面我們就來針對這三個方面具體介紹一下。

一、直接淬火

直接淬火是在工件滲碳后，預冷到一定溫度，然后立即進行淬火冷卻。這種方法一般適用于氣體滲碳、真空滲碳或者液體滲碳。固體滲碳時，由于工件裝于箱內，出爐、開箱都比較困難，較難采用該種方法。

直接淬火的優點主要是減少加熱、冷卻次數，簡化操作，減少變形及氧化脫碳。其缺點是由于滲碳時在較高的滲碳溫度停留較長的時間，容易發生奧氏體晶粒長大。直接淬火雖然經過預冷也不能改變奧氏體晶粒度，因而可能在淬火后機械性能降低。只有本質細晶粒鋼，在滲碳時不發生奧氏體晶粒的顯著長大，才能采用直接淬火。

二、一次加熱淬火

一次加熱淬火是滲碳后緩冷，在此加熱淬火。這種熱處理對心部強度要求不高，而表面又要求有較高的硬度和耐磨性時，可選用稍高于Ac1的淬火加熱溫度。如此處理，滲層先共析碳化物未溶解，奧氏體晶粒細化，硬度較高，耐磨性較好，而心部尚存在有大量先共析鐵素體，強度和硬度較低。

三、兩次淬火

在滲碳緩冷后進行兩次加熱淬火。第一次淬火加熱溫度在Ac3以上，目的是細化心部組織，并消除表面網狀碳化物。第二次淬火加熱溫度選擇在高于滲碳層成分的Ac1點溫度。二次加熱淬火的目的是細化滲碳層中馬氏體晶粒，獲得隱晶馬氏體、殘余奧氏體及均勻分布的細粒狀碳化物的滲層組織。

由于兩次淬火發需要多次加熱，不僅生產周期長、成本高，而且會增加熱處理時的氧化、脫碳及變形等缺陷。以前兩次淬火法多應用于本質粗晶粒鋼，但是現在的滲碳鋼基本上都是用鋁脫氧的本質細晶粒鋼，因而目前兩次淬火法在生產上很少應用，僅對性能要求較高的零件才偶爾采用。