滲碳熱處理是指為增加鋼件表層的含碳量和形成一定的碳濃度梯度，將鋼件在滲碳介質中加熱并保溫使碳原子滲入表層的化學熱處理工藝。

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滲碳鋼的主要熱處理工序一般是在滲碳之后再進行淬火和低溫回火，處理后零件的心部為具有足夠強度和韌性的低碳馬氏體組織，表層為硬而耐磨的回火馬氏體和一定量的細小碳化物組織。
有些結構零件，是在承受較強烈的沖擊作用和受磨損的條件下進行工作的，例如汽車、拖拉機上的變速箱齒輪，內燃機上的凸輪、活塞銷等。 
根據工作條件，要求這些零件具有高的表面硬度和耐磨性，而心部則要求有較高的強度和適當?shù)捻g性，即要求工件“表硬里韌”的性能 。 
為了兼顧上述雙重性能，可以采用低碳鋼通過滲碳淬火及低溫回火來達到，此時零件心部是低碳鋼淬火組織，保證了高韌性和足夠的強度，而表層(在一定的深度)則具有高碳量(0.85%～1.05%)，經淬火后有很高的硬度(HRC>60)，并可獲得良好的耐磨性。