滲碳的作用很多，提高了零件表面層的含碳量，而表面以及心部的組織性能須經適當的熱處理來實現。根據零件材料和性能要球不同，滲碳后可以運用多種熱處理方法。

①直接淬火法 直接淬火是指零件滲碳后，隨爐降溫或出爐與冷到高于Ar1或Ar3溫度(一般為780~850℃)后直接淬火，淬火后再在150~200℃回火2~3h。

隨爐降溫或出爐預冷的目的是為了減少淬火變形與開裂。同時還能使高碳的奧氏體析出部分碳化物而提高表面硬度。滲碳后直接淬火法操作簡單、成本低、效率高，還可以減少淬火變行及表面氧化脫碳。缺點是熱處理后組織較粗、性能較差。直接淬火法適用與本質細晶粒鋼，如20CrMnTi、20CrMn、20MnB等制成的零件。

②一次淬火法 零件滲碳后隨爐冷卻或出爐坑冷至室溫，然后重新加熱到淬火溫度進行淬火和低溫回火的處理方法，稱為一次淬火法。

一次淬火后的加熱溫度根據鋼種和性能要球而定。合金鋼滲碳后的淬火我惡毒選擇稍高于心部組織的Ac3溫度(850~900℃)，使心部組織細化，并獲得心部低碳馬氏體組織，保證較高的心部強度。對于碳素鋼則選擇在A­c1~Ac3之間(約820~850℃)。對于一些心部強度要求不太高，只要求表面耐磨性好的工件如量規、樣板等，則宜選在略高于Ac1(770~820℃)的溫度。