⑴ Tempra superficiale:
La superficie dell'acciaio viene riscaldata rapidamente fino alla temperatura critica indicata sopra, ma il calore non ha avuto il tempo di diffondersi al nucleo prima del rapido raffreddamento, in modo che lo strato superficiale possa essere temprato in tessuto martensitico e il nucleo non abbia subito trasformazioni di fase, realizzando così l'indurimento superficiale e lasciando inalterato il nucleo. Adatto per acciai a medio tenore di carbonio.

⑵ Trattamento termico chimico:
Si riferisce agli atomi di un elemento chimico, con la capacità di diffusione atomica ad alta temperatura, di penetrare nello strato superficiale del pezzo, modificandone la composizione chimica e la struttura, al fine di ottenere uno strato superficiale di acciaio con requisiti specifici per l'organizzazione e le prestazioni di un processo di trattamento termico. A seconda del tipo di elementi di infiltrazione, il trattamento termico chimico può essere suddiviso in cementazione, nitrurazione, cianurazione e infiltrazione di metalli.
Cementazione: la cementazione è il processo mediante il quale gli atomi di carbonio penetrano nello strato superficiale dell'acciaio. Serve anche a realizzare un pezzo in acciaio a basso tenore di carbonio con uno strato superficiale in acciaio ad alto tenore di carbonio, e successivamente, dopo la tempra e il rinvenimento a bassa temperatura, in modo che lo strato superficiale del pezzo presenti elevata durezza e resistenza all'usura, mentre la parte centrale del pezzo mantenga la tenacità e la plasticità dell'acciaio a basso tenore di carbonio.
La nitrurazione è il processo mediante il quale lo strato superficiale dell'acciaio penetra gli atomi di azoto. Lo scopo è migliorare la durezza e la resistenza all'usura dello strato superficiale, nonché la resistenza alla fatica e alla corrosione. Attualmente, in produzione viene utilizzato il metodo della nitrurazione gassosa.
La cianurazione, nota anche come carbonitrurazione, è l'infiltrazione simultanea di atomi di carbonio e azoto nell'acciaio. Conferisce alla superficie dell'acciaio caratteristiche di cementazione e nitrurazione.
Penetrazione del metallo: si riferisce alla penetrazione di atomi metallici nello strato superficiale dell'acciaio. Serve a creare una lega nello strato superficiale dell'acciaio, al fine di conferire alla superficie del pezzo alcune caratteristiche specifiche dell'acciaio legato, come resistenza al calore, all'usura, all'ossidazione, alla corrosione, ecc. Comunemente utilizzato nella produzione di alluminatura, cromizzazione, boro, silicio e così via.