⑴ Površinsko kaljenje:
Je li površina čelika brzim zagrijavanjem do gornje kritične temperature, ali toplina nije imala vremena proširiti se na jezgru prije brzog hlađenja, tako da se površinski sloj može ugasiti u martenzitnom tkivu, a jezgra nije prošla fazna transformacija, koja ostvaruje površinsko otvrdnjavanje i nepromijenjenu jezgru. Prikladno za srednje ugljični čelik.

⑵ Kemijska toplinska obrada:
Odnosi se na atome kemijskih elemenata, sa sposobnošću atomske difuzije na visokoj temperaturi, u površinski sloj izratka, za promjenu kemijskog sastava i strukture površinskog sloja izratka, kako bi se postigao površinski sloj čelika sa specifičnim zahtjevima organizacije i izvođenja procesa toplinske obrade. Prema vrsti infiltracijskih elemenata, kemijska toplinska obrada može se podijeliti na karburizaciju, nitriranje, cijanizaciju i zakon infiltracije metala.
Naugljičenje: Naugljičenje je proces kojim atomi ugljika prodiru u površinski sloj čelika. Također je napraviti radni komad od čelika s niskim udjelom ugljika s površinskim slojem čelika s visokim udjelom ugljika, 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 trošenje površinskog sloja te poboljšati čvrstoću na zamor i otpornost na koroziju. Trenutno se u proizvodnji koristi metoda plinskog nitriranja.
Cijanidacija, također poznata kao karbonitriranje, je istodobna infiltracija atoma ugljika i dušika u čelik. Površinu čelika čini karakteristikama karburizacije i nitriranja.
Prodiranje metala: odnosi se na prodiranje atoma metala u površinski sloj čelika. To je napraviti površinski sloj legure čelika, kako bi površina obratka imala neke legure čelika, 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, kromiranje, boriranje, silicij i tako dalje.