⑴ Površinsko kaljenje:
Da li je površina čelika brzim zagrijavanjem do kritične temperature iznad, ali toplina nije stigla da se proširi na jezgro prije brzog hlađenja, tako da se površinski sloj može ugasiti u martenzitnom tkivu, a jezgro nije podvrgnuto fazna transformacija, kojom se ostvaruje površinsko otvrdnjavanje i jezgra nepromijenjena. Pogodno za srednje ugljični čelik.

⑵ Hemijska termička obrada:
Odnosi se na atome hemijskog elementa, sa sposobnošću atomske difuzije na visokoj temperaturi, u površinski sloj obratka, da promeni hemijski sastav i strukturu površinskog sloja obratka, kako bi se postigao površinski sloj čelika sa specifičnim zahtjevima organizacije i izvođenja procesa toplinske obrade. Prema vrsti infiltracijskih elemenata, hemijska termička obrada se može podijeliti na karburizaciju, nitriranje, cijanidaciju i zakon infiltracije metala.
Karburizacija: Naugljičenje je proces kojim atomi ugljika prodiru u površinski sloj čelika. Također treba napraviti obradak od niskougljičnog čelika s površinskim slojem visokog ugljičnog čelika, a zatim nakon kaljenja i kaljenja na niskim temperaturama, tako da površinski sloj obratka ima visoku tvrdoću i otpornost na habanje, a srednji dio obratka i dalje održava žilavost i plastičnost niskougljičnog čelika.
Nitriranje ili nitriranje je proces kojim površinski sloj čelika prodire u atome dušika. Svrha je poboljšati tvrdoću i otpornost na habanje površinskog sloja i poboljšati čvrstoću na zamor i otpornost na koroziju. Trenutno se u proizvodnji koristi metoda gasnog nitriranja.
Cijanidacija, također poznata kao karbonitriranje, je istovremena infiltracija atoma ugljika i dušika u čelik. Čini površinu čelika karburizirajućim i nitrirajućim karakteristikama.
Penetracija metala: odnosi se na prodiranje atoma metala u površinski sloj čelika. To je napraviti površinski sloj legure čelika, kako bi površina radnog komada imala neki legirani čelik, posebne karakteristike čelika, kao što su otpornost na toplinu, otpornost na habanje, otpornost na oksidaciju, otpornost na koroziju, itd.. Obično se koristi u proizvodnji aluminiziranje, hromiranje, boroniziranje, silicijum i tako dalje.