滲碳熱處理是對金屬表面處理的一種，方法是將工件置入具有活性滲碳介質中加熱到單相奧氏體區進行滲碳熱處理。滲碳熱處理可以使滲過碳的工件表面獲得很高的硬度，同時保持心部保持原來的硬度和良好的韌性。

滲碳熱處理屬于化學熱處理，而化學熱處理的狀態由滲入元素在氣氛和金屬內部的化學位濃度來判定。滲入的碳元素化學位濃度在工件表面處也就是邊界處不連續，在金屬內部有一定的濃度梯度，這個過程屬于混合控制。

滲碳熱處理初期，工件表面碳濃度低于碳勢濃度，而在工件內部碳濃度呈梯度變化，兩者的變化情況不同。工件在滲碳熱處理保溫階段通過表面Fe-C反應及內部擴散進行滲碳，我們可以通過控制這兩種反應來達到控制滲碳的目的。

根據滲碳的因素可以構成以下數學模型：

表面碳濃度：

滲碳深度：

C_p——爐氣碳勢

C₀——鋼的原始碳濃度

當滲碳條件滿足（C_t≤C_p）時，在某一滲碳時間，兩者之間有其確定的關系式：

由上式可知碳勢和溫度是影響滲碳熱處理的關鍵性因素，提高滲碳溫度有利于加快滲碳速度，提高碳濃度有利于提高工件表面硬度，但要注意碳化物的形成，影響產品組織性能。

滲碳熱處理是應用廣泛的化學熱處理加工工藝，把握好滲碳工藝，制定出合適熱處理工藝參數是每個熱處理人為之不懈努力的目標。