氣體氮化是將工件放入一個密封空間內(nèi)，通入氨氣，加熱到500-580℃保溫幾個小時到幾十個小時。金屬表面熱處理加工碳氮共滲溫度較低時表面易形成脆性的高氮低碳化合物ε相，溫度升高時可獲得含氮滲碳體。另外有些含特殊合金(如Cr)的零件鍛造后如果堆放在一起,冷卻速度不夠,會在晶界出處析出網(wǎng)狀碳,經(jīng)熱處理后開裂,也必須引起熱處理工作者的注意。氨氣在400℃以上將發(fā)生如下分解反應(yīng)：2NH3—→3H2 2N，從而爐內(nèi)就有大量活性氮原子，活性氮原子[N]被鋼表面吸收，并向內(nèi)部擴(kuò)散，從而形成了氮化層。

回火是把淬火后的鋼加熱到A1線以下某一溫度，保溫后冷卻至室溫的處理工藝。例如用38CrMoAlA鋼制作的零件經(jīng)氮化處理后表面的硬度可達(dá)HV=950—1200，相當(dāng)于HRC=65—72，而且氮化后的高強(qiáng)度和高耐磨性保持到500—600℃，不會發(fā)生顯著的改變。這是淬火工件必須進(jìn)行的一個工序，它決定了該工件在使用狀態(tài)時的組織和性能，也可以說是決定了工件的使用性能和壽命。工作表面的原有缺陷（如表面微細(xì)裂紋或劃痕）或是鋼材內(nèi)部缺陷（如夾渣、嚴(yán)重的非金屬夾雜物、白點(diǎn)、縮孔等）在淬火時形成應(yīng)力集中?；鼗鸬哪康氖菫榱讼慊饡r因冷卻過快而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，降低淬火工件的脆性，穩(wěn)定工件尺寸和使工件具有符合符合工作條件的性能。

模具熱處理是保證模具性能的重要工藝過程。它對模具的如下性能有著直接的影響。

模具的制造精度：組織轉(zhuǎn)變不均勻、不徹底及熱處理形成的殘余應(yīng)力過大造成模具在熱處理后的加工、裝配和模具使用過程中的變形，從而降低模具的精度，甚至報(bào)廢。

模具的強(qiáng)度：熱處理工藝制定不當(dāng)、熱處理操作不規(guī)范或熱處理設(shè)備狀態(tài)不完好，造成被處理模具強(qiáng)度(硬度)達(dá)不到設(shè)計(jì)要求。

TD熱處理是金屬材料表面處理的一種，可以顯著提高金屬材料的表面硬度。例如TD滲釩，可以使模具鋼表面硬度達(dá)到HV2800以上，顯著高于普通的滲碳或滲氮處理（HV1000以下）。TD技術(shù)只能用于高碳含量的鋼種，而且由于處理后的硬度實(shí)在太高了，沒法進(jìn)行切削或者磨制，所以適合做工件的工序。金屬表面熱處理加工碳氮共滲溫度較低時表面易形成脆性的高氮低碳化合物ε相，溫度升高時可獲得含氮滲碳體。目前中國還沒有特別成功的TD處理企業(yè)，但是在美國和日本，TD技術(shù)已經(jīng)是非常成熟的了，應(yīng)用很廣泛。