碳氮共渗后的热处理和渗碳后的热处理极为相似，都是进行淬火和低温回火处理。碳氮共渗最常用的共渗温度为820~880℃（低碳钢及低合金钢为840~860℃）。共渗后的热处理有以下几种方案（见图  ）。

（1）共渗后直接淬火（图   ）

从共渗温度（820～850℃）直接淬火，然后低温（160~200℃）回火2~3h。这种方法工艺简单，是一种常用的工艺。对于中、低碳钢及低合金钢均可获得满意的表面及心部组织。碳氮共渗层中的碳氮奥氏体比渗碳的奥氏体具有更高的稳定性，因此，可选用较缓和的淬火介质，一般可采用油淬。

（2）共渗后进行马氏体分级淬火

从共渗温度（820～850℃）进行马氏体分级淬火（110～200℃），然后进行回火。这种方案工件变形小，适用于尺寸变形要求严的合金钢件。

（3）共渗后再次加热淬火

共渗后工件空冷或在冷却坑中冷却，之后重新加热淬火、低温回火。适宜于共渗后需机械加工或不宜直接淬火的工件。淬火加热应在脱氧良好的盐炉或带保护气氛的设备中进行。对于要局部硬化的碳钢件，也可采用高频加热淬火。

（4）从共渗温度直接淬火加冷处理

从共渗温度直接淬火后，在-70～-80℃进行冷处理，以后低温回火。适用于含铬、镍较多的合金钢、如12CrNi3A、20Cr2Ni4A及18CrNiWA等，以减少表层残余奥氏体，提高硬度，稳定尺寸。