离子氮化的常用预热处理工艺包括回火，淬火+回火，正火和退火。回火是古镇专业金属表面热处理结构钢常用的预热处理工艺。回火的回火温度至少比氮化温度高20°C（通常高20-40°C）。回火温度越高，金属表面热处理工件的硬度越低，碳化物在基体结构中的分散性越小，氮原子在渗氮过程中更容易渗透，渗氮层越厚，但渗氮层的硬度越低。
确定金属表面热处理淬火油的选择后，通过控制原材料（零件材料和油料）的质量和选择，并结合回火工艺，调节淬火温度，油温，搅拌冷却速度和时间，进油时间等控制措施。淬火后，回火温度，回火时间参数试验满足零件硬度和金相组织的要求，通过调节和控制热处理工艺参数以及冷热加工的协调，将热处理变形控制在合理范围内。金属表面热处理淬火油的选择方法。
为了达到金属表面热处理淬火的目的，通常必须加快零件在高温区的冷却速度，使其超过钢的临界淬火冷却速度以获得马氏体组织。就残余应力而言，这可以增加抵消组织压力的热应力值，因此可以减小工件表面上的拉应力，并达到抑制纵向裂纹的目的。其效果将随着高温冷却速度的加快而增加。此外，在硬化的情况下，工件的横截面尺寸越大，尽管实际的金属表面热处理冷却速度较慢，但是破裂的风险实际上更大。
分析钢在金属表面热处理过程中的应力分布和变化，使其合理分布，对于提高产品质量具有深远的现实意义。例如，表面残余压应力的合理分布对零件使用寿命的影响已引起广泛关注。钢的金属表面热处理应力，在工件的加热和冷却过程中，由于表面层和型芯的冷却速度和时间不一致，会形成温度差，这将引起不均匀的体积膨胀和收缩并产生应力，即热应力。
