滲碳熱處理是指為增加鋼件表層的含碳量和形成一定的碳濃度梯度，將鋼件在滲碳介質中加熱并保溫使碳原子滲入表層的化學熱處理工藝。

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滲碳熱處理目的是提高工件表面材料的含碳量，以便在后續淬火工序中得到高的表面硬度，同時保持芯部韌性。
滲碳可以使滲過碳的工件表面獲得很高的硬度，提高其耐磨程度。
滲碳熱處理是對金屬表面處理的一種，采用滲碳的多為低碳鋼或低合金鋼，具體方法是將工件置入具有活性滲碳介質中，加熱到900--950攝氏度的單相奧氏體區，保溫足夠時間后，使滲碳介質中分解出的活性碳原子滲入鋼件表層，從而獲得表層高碳，心部仍保持原有成分。
相似的還有低溫滲氮處理，這是金屬材料常見的一種熱處理工藝，它可以使滲過碳的工件表面獲得很高的硬度，提高其耐磨程度。