化学热处理淬火零件的局部位置（由几何结构决定），在高温临界温度区域的冷却速度明显减慢，因此没有硬化。大型不可硬化部件中产生的横向和纵向劈裂是由以热应力为主要成分的残余拉伸应力作用在淬火部件的中心以及淬火部件末端的截面中心引起的。化学热处理淬火部分首先形成裂纹，是由内而外膨胀引起的。为了避免这种裂纹，经常使用水油双液淬火工艺。
稳定温度应低于回火温度且高于氮化温度。化学热处理工具钢氮化前的预热处理工艺一般采用淬火+回火处理。不锈钢氮化前的预热处理工艺一般采用淬火+回火，韶关专业化学热处理目的是消除加工应力，改善组织。退火可用于硬度要求较低的工件。奥氏体不锈钢通常通过固溶处理。球墨铸铁的预热处理大多采用正火处理。钛合金中更常使用退火，而结构钢中很少使用退火处理。
专业化学热处理加工根据以下过程参数控制每种介质的流速和温度。由于低碳氮共渗温度，大大降低了模具的变形，使晶粒细化，并改善了机械性能。共渗入建筑材料模具后，化学热处理淬火后的表面可获得含氮马氏体和少量氮化物，其硬度和耐磨性高于高碳钢或球墨铸铁淬火后的表层。
专业化学热处理淬火油的选择原则之一：淬火要获得马氏体，冷却速度必须大于临界冷却速度，并且必须考虑减少变形以防止裂纹，冷却速度必须适中，不要太大。2.理想的淬火方法，根据钢的冷却转变定律，化学热处理加工希望在临界温度下冷却速率会很大，并尽快通过C曲线的鼻部区域，以避免转变为珠光体或贝氏体结构。在马氏体转变开始的危险区域，必须降低冷却速率，以减少组织转变，产生由组织应力引起的变形甚至裂纹。
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。回火是韶关专业化学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，化学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。
