渗碳时目前机械制造工业中应用最广泛的一种化学热处理方法。渗碳就是把用低碳钢或低碳合金钢制的工件置于富碳的活性介质中，常用的加热温度为850~950℃，保温数小时，使渗碳介质在工件表面上产生活性碳原子，经过表面吸收和扩散而渗入工件的表层，从而使表层的含碳量达到0.8%以上的热处理工艺。新型低压渗碳在真空炉中实现，大部分真空渗碳过程的温度范围是930~980℃，最高温度可达1040℃，渗速比常规设备、工艺快。
渗碳后再通过淬火和低温回火处理，借以提高工件表面的硬度、耐磨性和疲劳强度，同时在心部又能保持一定的强度和良好的韧性。通过渗碳及其随后的热处理，可使工件获得优良的综合机械性能，采用这种工艺的主要优点是：既可提高工件的使用寿命，又能节约贵重的钢材。目前在机械制造工业中，对于表面要求耐磨性、抗疲劳强度高，而心部又要求有较高强度和韧性的结构件，如齿轮、曲轴、凸轮轴、活塞轴、轴套、摩擦片等，大都是采用低碳钢或低碳合金钢加工成形后，进行渗碳、淬火和低温回火的工艺方法制造的。
