⑴ Hartowanie powierzchniowe:
Czy powierzchnia stali poprzez szybkie nagrzanie do temperatury krytycznej powyżej, ale ciepło nie miało czasu rozprzestrzenić się do rdzenia przed szybkim schłodzeniem, tak że warstwa powierzchniowa może zostać hartowana w tkance martenzytycznej, a rdzeń nie został poddany przemiana fazowa, która realizuje utwardzenie powierzchni i rdzeń bez zmian. Nadaje się do stali średniowęglowej.

⑵ Chemiczna obróbka cieplna:
Odnosi się do atomów pierwiastków chemicznych, mających zdolność dyfuzji atomowej w wysokiej temperaturze, do warstwy powierzchniowej przedmiotu obrabianego, w celu zmiany składu chemicznego i struktury warstwy powierzchniowej przedmiotu obrabianego, tak aby uzyskać warstwę powierzchniową stali ze specyficznymi wymaganiami dotyczącymi organizacji i prowadzenia procesu obróbki cieplnej. W zależności od rodzaju elementów infiltracyjnych, chemiczną obróbkę cieplną można podzielić na nawęglanie, azotowanie, cyjankowanie i infiltrację metali.
Nawęglanie: Nawęglanie to proces, w którym atomy węgla wnikają w powierzchniową warstwę stali. Należy również wykonać przedmiot ze stali niskowęglowej z warstwą powierzchniową ze stali wysokowęglowej, a następnie po hartowaniu i odpuszczaniu w niskiej temperaturze, tak aby warstwa wierzchnia przedmiotu obrabianego miała wysoką twardość i odporność na zużycie, a środkowa część przedmiotu obrabianego nadal utrzymywała wytrzymałość i plastyczność stali niskowęglowej.
Azotowanie lub azotowanie to proces, w wyniku którego wierzchnia warstwa stali penetruje atomy azotu. Celem jest poprawa twardości i odporności na zużycie warstwy wierzchniej oraz poprawa wytrzymałości zmęczeniowej i odporności na korozję. Obecnie w produkcji stosowana jest metoda azotowania gazowego.
Cyjanizacja, zwana także węgloazotowaniem, to jednoczesna infiltracja atomów węgla i azotu do stali. Nadaje powierzchni stali właściwości nawęglania i azotowania.
Penetracja metalu: odnosi się do penetracji atomów metalu w wierzchnią warstwę stali. Ma na celu wykonanie powierzchniowej warstwy stopu stali, aby powierzchnia przedmiotu obrabianego zawierała stal stopową, specjalne właściwości stali, takie jak odporność na ciepło, odporność na zużycie, odporność na utlenianie, odporność na korozję itp. Powszechnie stosowane w produkcji stali aluminiowanie, chromowanie, borowanie, krzem i tak dalej.