鍛件廠化學熱處理通常可分為分解、吸收和擴散三個基本過程。

       分解就是滲劑通過一定溫度下的化學反應或蒸發作用，形成含有滲入元素的活性介質，然后通過活性原子在滲劑中的擴散運動而到達鍛件表面。而活性原子是指從某種化合物中剛分解出來的或由離子剛轉變而成的新生態原子。介質的分解過程，實質上就是獲得活性原子的過程。

       介質分解出活性原子的速度，除了決定于化學反應的本性以外，還與反應的外在條件-介質的體積分數、分解溫度及催化劑有關。

       介質的體積分數根據質量作用定律，任何化學反應的速度都和反應物體積分數的乘積成正比。因此，介質的體積分數越高，介質的分解速度越快。

       分解溫度幾乎所有化學反應速度都隨溫度的升高而增大。試驗指出，溫度每提高10℃，反應速度通常會增加2~4倍。

       催化劑對于化學反應的作用主要是降低活化能。催化劑的催化能力與催化劑的性質和使用條件有關，也和催化劑的表面狀態及表面積有關。清理鍛件表面、裝夾鍛件時留有一定的間隙等措施，都能改善催化條件，加快化學反應速度。

       吸收是指滲入元素的活性原子吸附于鍛件表面并發生相界面反應，即活性原子與金屬表面發生吸附-解吸過程。一般固體表面對氣相的吸附分成兩類，即物理吸附和化學吸附。物理吸附是指同體表面對氣體分子的凝聚作用，其吸附速度快，達到平衡也快。此時吸附大多為多分子層，固體晶格與氣體分子之間沒有電子的轉移和化學鍵的生成。隨著溫度的升高，吸附在固體表面上的分子離開固體表面（即解吸現象）越來越多。

       化學吸附則不同，它具有化學反應的基本特征，其結合力類似于化學鍵力，且有明顯的選擇性。化學吸附只能是單分子層，需要具有一定活性的分子碰撞固體表面，才能產生這種吸附。因此，溫度越高，化學吸附的作用也越大。

       化學熱處理的吸附，除受溫度的影響外，還和鍛件表面活性有關。鍛件表面活性指的是吸附和吸收被滲活性原子能力的大小。

       鍛件表面粗糙度越差，吸附和吸收被滲原子的表面越大，活性越大。鍛件表面越新鮮，越能增加捕獲被滲元素氣體分子的能力，因而能增大表面的活性。

       擴散是指被吸附的活性原子從鍛件的表面向內部擴散以及擴散到內部的滲入元素的原子與金屬反應而形成固溶體或化合物。金屬表面溶入被滲元素的原子后，表面該種元素的質量分數相應地增加。因而在鍛件的表面及心部之間存在著明顯的質量分數差異，這種質量分數差異稱為質量分數梯度。在一定溫度下，鍛件表面的活性原子將沿著體積分數梯度，由工作的高質量分數的表面向低質最分數的心部擴散。

       與鋼的表面淬火相比，鋼的化學熱處理雖然存在生產周期長等缺點，但它仍具有下列一系列的優點：不受鍛件外形的限制，可以獲得較均勻的淬硬層。由于表面化學成分和組織同時發生了變化，所以耐磨性和疲勞強度比鋼的表面淬火更高。化學熱處理過程中產生的表面過熱現象，可以在隨后的熱處理過程中加以消除。