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。回火是南海专业表面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，表面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。
两液淬火就是这种情况，首先在水中淬火，然后转移到油中冷却。单液淬火要求冷却介质具有这样的冷却特性：在临界区温度下冷却速度快，在危险区温度下冷却速度慢。表面处理淬火油的选择原则。淬火油冷却曲线，专业表面处理淬火油需要具有上述冷却性能。在关键区域，零件的温度快速冷却，而在危险区域，零件的温度冷却。
在热应力的作用下，表面温度低于纤芯，收缩率大于纤芯，这导致纤芯拉伸。冷却完成后，由于芯的最终冷却量无法自由收缩，芯被压缩。在紧张之下。即，在表面处理热应力的作用下，工件的表面最终被压缩并且芯被拉动。这种现象表面处理受诸如冷却速率，材料成分和热处理工艺等因素的影响。当冷却速度越快时，碳含量和合金组成越高，则在冷却过程中在热应力下产生的不均匀塑性变形越大，残余应力越大。
分析钢在表面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。钢的表面处理应力，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。
