为提高工件表层碳的质量分数并在其中形成一定的碳含量梯度，将工件在渗碳介质中加热、保温，使碳原子渗入的化学热处理工艺称为渗碳。

渗碳所用钢种一般是碳的质量分数为0.10%～0.25%的低碳钢和低合金钢，如15钢、20钢、20Cr钢、20CrMnTi钢等。钢件经渗碳后，都要进行淬火和低温回火，使工件表面获得高硬度(56～64HRC)、高耐磨性和高疲劳强度，而心部仍保持一定的强度和良好的韧性。渗碳工艺广泛用于要求表面硬而心部韧的工件上，如齿轮、凸轮轴、活塞销等。

根据渗碳介质的物理状态不同，渗碳可分为气体渗碳、固体渗碳和液体渗碳，其中气体渗碳应用最广泛。气体渗碳是工件在气体渗碳介质中进行的渗碳工艺。它是将工件放入密封的加热炉中（如井式气体渗碳炉），通入气体渗碳剂进行渗碳的。

一般渗碳零件的加工工艺路线是：毛坯锻造（或轧材下料）→正火→粗加工、半精加工→渗碳→淬火→低温回火→精加工（磨削加工）。