為了保證硬化件心部具有必要的機(jī)械性能，消除加工過(guò)程中產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力，減少硬化變形，為獲得良好的硬化層組織性能提供必要的原始組織，并為機(jī)械加工提供條件，工件硬化前必須進(jìn)行不同的預(yù)先熱處理。
1、硬化前的預(yù)先熱處理工藝要求
預(yù)先熱處理中最后一道工序的加熱溫度至少要比硬化溫度高20～40℃。例如，40Cr在氮化前應(yīng)進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理，即40Cr在淬火后進(jìn)行高溫回火處理，回火溫度在560~600之間，比氮化溫度高20～40℃。否則，工件在氮化過(guò)程中其心部組織及力學(xué)性能將發(fā)生變化，工件的變形無(wú)規(guī)律，變形量將無(wú)法控制。
2、常用的預(yù)先熱處理工藝
常用的預(yù)先熱處理工藝有調(diào)質(zhì)、淬火+回火、正火及退火。
①不銹鋼硬化前的預(yù)先熱處理一般采用淬火+回火，目的是為了消除加工應(yīng)力和改善組織。對(duì)硬度要求不高的工件可采用退火處理。奧氏體不銹鋼通常采用固溶處理。
②調(diào)質(zhì)是結(jié)構(gòu)鋼常用的預(yù)先熱處理工藝，調(diào)質(zhì)的回火溫度至少要比硬化溫度高20～40℃。回火溫度越高，工件硬度越低，基體組織中碳化物彌散度愈小。因此，回火溫度應(yīng)根據(jù)對(duì)基體性能和硬化層性能的要求綜合確定。調(diào)質(zhì)后理想的組織是細(xì)小均勻分布的索氏體組織，不允許存在粗大的索氏體組織，也不允許有較多的游離鐵素體存在。
調(diào)質(zhì)引起的脫碳對(duì)硬化層脆性和硬度影響很大，所以調(diào)質(zhì)前的工件應(yīng)留有足夠的加工余量，以保證機(jī)械加工時(shí)能將脫碳層全部切除。對(duì)硬化后要求變形很小的工件，在精加工前（如精磨）還應(yīng)進(jìn)行一次或多次穩(wěn)定化處理，處理溫度應(yīng)處于調(diào)質(zhì)溫度和硬化溫度之間。調(diào)質(zhì)后，若工件的硬度或金相組織不合格，允許返工。
③工、模具鋼硬化前的預(yù)先熱處理一般采用淬火+回火處理。
④正火預(yù)先熱處理只適用于對(duì)心部強(qiáng)度和韌性要求不高的工件，正火時(shí)冷卻速度不宜過(guò)慢。尺寸較大的工件不宜采用正火處理，因正火時(shí)過(guò)慢的冷卻速度會(huì)產(chǎn)生粗大組織，硬化后表面硬度低且不均勻。正火后不合格的工件允許返工。
⑤球鐵的預(yù)先熱處理多采用正火處理。
⑥退火處理在鈦合金中運(yùn)用較多，結(jié)構(gòu)鋼中極少采用退火處理。38CrMoAl鋼不允許采用退火處理，否則硬化層組織中易出現(xiàn)不利的針狀化合物。
⑦對(duì)于經(jīng)過(guò)變形（如沖壓、鍛造、機(jī)加工等）的工件，應(yīng)進(jìn)行去應(yīng)力退火處理，以減少變形。
還需說(shuō)明的是，正火時(shí)冷卻速度不易過(guò)慢，調(diào)質(zhì)時(shí)回火溫度不應(yīng)過(guò)高，保溫時(shí)間不應(yīng)太長(zhǎng)。截面尺寸大的工件不易用正火態(tài)，而應(yīng)調(diào)質(zhì)處理，這是因?yàn)榧?xì)小的原始組織比粗大的原始組織硬化后有更高的表面硬度及良好的硬度梯度。