碳氮共渗常用的共渗温度为820～880℃（低碳钢及低合金钢为840～860℃）。碳氮共渗后的热处理常用以下几种工艺方法。
直接淬火+低温回火
碳氮共渗后由共渗温度(820～860℃)直接淬火，然后进行低温回火160～200℃×2～3h。此工艺简单，适用于中、低碳钢及低合金钢，可获得满意的表面及心部组织。一般选择油淬（或水淬）。
分级淬火+低温回火
碳氮共渗后由共渗温度820～860℃直接在110～200℃热油或碱浴中分级淬火1～15min后空冷，再进行160～200℃低温回火。此工艺工件变形小，适用于尺寸要求较严格的合金钢件。
二次加热淬火+低温回火
碳氮共渗后空冷或在冷却坑中缓冷，然后重新加热淬火+低温回火热处理。适用于共渗后需机械加工或因各种原因不宜直接淬火的工件。
直接淬火、冷处理+低温回火
碳氮共渗后从共渗温度直接淬火，然后在-80～-70℃介贡中进行冷处理，随后进行低温回火，以减少表层残留奥氏体，提高硬度，稳定尺寸。适用于含铬、镍较多的合金钢，如12CrNiA、20Cr2Ni4A、18CrNiWA等。
缓冷，高温回火，再重新
加热淬火+低温回火
碳氮共渗后空冷或在冷却坑中缓冷，然后进行高温回火热处理（应在生铁屑或保护气氛中），以减少残留奥氏体，再重新加热淬火+低温回火。适用于含铬、镍较多的合金钢，以及碳氮共渗后尚需机械加工件。
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