Hoá nhiệt luyện là một trong các ph−ơng pháp hoá bền bề mặt đ−ợc sử dụng khá phổ biến, nó khác với nhiệt luyện là ngoài việc làm thay đổi cấu trúc bên trong còn làm thay đổi thành phần hoá học của lớp bề mặt. Hoá nhiệt luyện đ−ợc thực hiện bằng cách làm bão hoà lên bề mặt thép một hay nhiều nguyên tố (C, N, CN, AL, Si, Cr...) để làm thay đổi thành phần hoá học, do đó làm thay đổi tổ chức và tính chất của lớp bề mặt theo mục đích nhất định. Hoá nhiệt luyện đ−ợc sử dụng rộng rãi trong công nghiệp vì nó cho phép thay đổi trong một khoảng rộng thành phần, tổ chức và tính chất của lớp bề mặt của chi tiết.
+ So với những dạng hoá bền bề mặt khác, hoá nhiệt luyện có một số đặc điểm sau:
- Có thể áp dụng cho tất cả các loại chi tiết, kể cả những chi tiết có hình dáng phức tạp khi không dùng đ−ợc các ph−ơng pháp hoá bền bề mặt khác.
- Tính chất của lớp bề mặt và trong lõi chi tiết rất khác nhau, do thành phần hoá học của chúng cũng khác nhau sau khi thấm.
- Không sợ quá nhiệt vì thông th−ờng sau khi hoá nhịêt luyện còn phải qua nhiệt luyện.
- Tăng độ cứng, độ bền, tính chống mài mòn và độ bền mỏi của chi tiết nh−ng hiệu quả đạt đ−ợc cao hơn so với tôi bề mặt. Mục đích này đạt đ−ợc bằng các ph−ơng pháp thấm cacbon, thấm nitơ, thấm cacbon – nitơ, thấm bo...
- Nâng cao tính chống ăn mòn điện hoá và hoá học, chống oxy hoá ở nhiệt độ cao, tăng khả năng chịu axit của lớp bề mặt chi tiết. Để đạt đ−ợc các mục đích này ng−ời ta dùng các ph−ơng pháp thấm crôm, nhôm, silic...