在此过程中，表面处理在高温区进行快速冷却仅是为了确保外部金属获得马氏体组织，并且从内部应力的角度来看，此时的快速冷却是有害且无益的。其次，在冷却后期进行慢速冷却的目的主要不是降低马氏体相变的膨胀率和组织的应力值，而是使横截面的温差和金属在收缩时的收缩率小化。横截面的中心，表面处理从而达到减小应力值和最终抑制淬火裂纹的目的。
表面表面处理包括：表面高频淬火，表面火焰淬火以及黑色或蓝色表面。接受调查的紧固件公司中约有80％拥有热处理设备，其中大多数使用台湾热处理工艺线。该生产线设备是具有气氛保护的连续网带式炉，气氛，温度和工艺参数由计算机控制。表面处理存在的问题包括缺乏对淬火介质的冷却性能的测量，不稳定的碳势控制以及长时间的炉温效应测试，这些都容易引起热处理缺陷。
表面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。表面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。
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。
为了达到表面处理淬火的目的，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，尽管实际的表面处理冷却速度较慢，但是破裂的风险实际上更大。
