⑴ Călire superficială:
Suprafața oțelului este încălzită rapid la temperatura critică de mai sus, dar căldura nu a avut timp să se răspândească la miez înainte de răcirea rapidă, astfel încât stratul superficial poate fi răcit în țesut martensitic, iar miezul nu a suferit o transformare de fază, ceea ce realizează călirea suprafeței și menține miezul neschimbat. Potrivit pentru oțel carbon mediu.

⑵ Tratament termic chimic:
Se referă la atomii elementului chimic, cu capacitatea de difuzie atomică la temperaturi ridicate, aceștia pătrund în stratul superficial al piesei de prelucrat, modificându-i compoziția chimică și structura stratului superficial al piesei de prelucrat, astfel încât să se obțină un strat superficial de oțel care să îndeplinească cerințele specifice de organizare și performanță a unui proces de tratament termic. În funcție de tipurile de elemente de infiltrare, tratamentul termic chimic poate fi împărțit în carburare, nitrurare, cianurare și tratament de infiltrare a metalelor.
Cementarea: Cementarea este procesul prin care atomii de carbon pătrund în stratul superficial al oțelului. De asemenea, are ca scop realizarea unei piese de prelucrat din oțel cu conținut scăzut de carbon cu un strat superficial de oțel cu conținut ridicat de carbon, iar apoi, după călire și revenire la temperatură joasă, stratul superficial al piesei de prelucrat să aibă o duritate și o rezistență ridicate la uzură, iar partea centrală a piesei de prelucrat să își mențină tenacitatea și plasticitatea oțelului cu conținut scăzut de carbon.
Nitrurarea, sau nitrurarea, este procesul prin care stratul superficial al oțelului penetrează atomii de azot. Scopul este de a îmbunătăți duritatea și rezistența la uzură a stratului superficial și de a îmbunătăți rezistența la oboseală și rezistența la coroziune. În prezent, în producție se utilizează metoda nitrurării gazoase.
Cianurarea, cunoscută și sub denumirea de carbonitrurare, este infiltrarea simultană a atomilor de carbon și azot în oțel. Aceasta conferă suprafeței oțelului caracteristici de carburare și nitrurare.
Penetrarea metalului: se referă la penetrarea atomilor de metal în stratul superficial al oțelului. Aceasta are ca scop alierea stratului superficial al oțelului, pentru a conferi suprafeței piesei de prelucrat anumite caracteristici speciale ale oțelului aliat, cum ar fi rezistența la căldură, rezistența la uzură, rezistența la oxidare, rezistența la coroziune etc. Se utilizează în mod obișnuit în producția de aluminizare, cromare, borizare, siliciu și așa mai departe.