硬化层深度的选择要考虑零件的工作条件、使用性能、失效形式和表面硬化工艺特点，几种表面硬化工艺效果见下表。

种类

表面层状态

性能特点

变形开裂倾向

设备投资

适用范围与应用举例

层深/mm

表层变化

表层组织

厚度均匀性

表面硬度HV

耐磨性

接触疲劳强度

弯曲疲劳强度

抗粘着咬合力

渗碳淬火

0.3-2.0

表面硬化， 表面层高压应力

马氏体+碳化物+残留奥氏体

好

650-850 57-63HRC

高

好

好

好

较大变形，不易开裂

中等

低碳钢、低碳合金钢等齿轮、轴、活塞销

碳氮共渗

0.1-1.0

表面硬化， 表面层高压应力

碳氮化合物+含氮马氏体+残留奥氏体

好

700-850 58- 63HRC

高

很好

很好

好

较小变形，不易开裂

中等

低碳钢、中碳钢，低、中碳合金钢等齿轮、轴、链条

渗氮

0.1-0.6

表面硬化， 表面层高压应力

合金氮化物+含氮固溶体

好

800-1200

很高

好

好

最好

变形甚小，不易开裂

中等

中碳合金渗氮钢，热作模具钢、不锈钢 镗杆、模具、轴

氮碳共渗

扩散层：0.3-0.5 化合物层：5-20um

表面硬化， 表面层高压应力

氮碳化合物+含氮固溶体

好

500-800

较高

较好

较好

最好

变形甚小，不易开裂

中等

碳钢、合金钢、高速钢、铸铁、不锈钢 齿轮、工模具、液压件

感应加热淬火

高频：1-2 中频：3-5 工频：≥10-15

表面硬化， 表面层高压应力

马氏体

好

600-850

高

好

好

较好

较小

高

中碳钢、中碳合金钢、低淬钢、工具钢、铸铁 轴，齿轮

火焰淬火

一般2-6

表面硬化， 表面层高压应力

马氏体

较好

600-800

高

好

好

较好

较小

低

中碳钢、中碳合金钢、铸铁、单件小批生产的大零件或局部淬火的零件

 
        对于以磨损为主的零件，根据零件的设计寿命和磨损速度确定硬化层深度，一般不宜过厚，特别是工模具的硬化层过深会引起崩刃或断裂。
        对于以疲劳为主的零件，根据表面硬化方法、心表强度、载荷形式及零件形状尺寸等确定硬化层深度，以达到最佳硬化率，如渗碳或碳氮共渗齿轮，最佳硬化率为0.1-0.15，不同表面硬化法的最佳硬化率见下表。

表面硬化法	材料	心部强度	试棒形状	载荷方式	最佳硬化率
渗碳淬火	15Cr	980	m=3.25mm齿轮	板状弯曲	0.1
	20CrMo	1080	φ2mm光滑试样	交变弯曲	>0.17
渗氮	Cr-V	1080	φ6.5mm滑试样	旋转弯曲	>0.12
	Cr-Mo-V	930-1080	2.5mm光滑板	交变弯曲	0.14
	调质合金渗氮钢	1080-1130	φ6.5mm滑试样	旋转弯曲	>0.12
	Cr-V渗氮钢	1080	缺口的光滑板	交变弯曲	0.14