在不改变工件内部组织的前提下提高其表面硬度，可采用以下几种热处理方法，每种方法都有其特点和适用范围，需根据工件的具体材质和使用要求来选择最合适的方法。

1. 表面淬火

   • 表面淬火是一种快速将工件表面加热至淬硬温度以上，然后迅速冷却的工艺，可以使工件表层迅速硬化而心部保持较好的韧性和塑性。常见的表面淬火方法有火焰淬火和感应淬火。
   • 例如，对于中碳钢或低合金钢制成的齿轮、轴等重要零件，通过感应淬火可以有效提高其表面硬度，而内部能够保持良好的韧性，从而提高零件的耐磨性和抗疲劳性能。

2. 渗碳处理

   • 渗碳处理是将工件在一个含有碳的环境中加热至高温（通常为900-950°C），使碳原子渗入工件表面，形成一定厚度的高碳层，随后通过淬火和回火等工序获得高硬度表面和良好韧性心部。
   • 适合于低碳钢或低合金钢零件，如活塞销、齿轮等，能够显著改善这些零件的表面硬度和耐磨性。

3. 氮化处理

   • 氮化处理是在500-600°C的温度下，将工件置于含有活性氮的气氛中，使氮原子渗入工件表面形成氮化层，该层具有极高的硬度和良好的耐磨、抗腐蚀性能。
   • 适用于工具钢、不锈钢、合金钢等材料，特别适合于需要耐磨损和耐腐蚀的工件，如模具、量具、阀门等。

4. 碳氮共渗

   • 碳氮共渗是在特定气氛中同时让碳和氮渗入工件表面，形成碳氮化合物，提高表面硬度和耐磨性。此方法通常用于中温处理（550-600°C），处理后的工件表面硬度高且心部保持较好韧性。
   • 例如，在汽车工业中，常用碳氮共渗处理活塞杆、变速齿轮等，以改善它们的表面性能。

5. 激光表面改性

   • 激光表面改性利用高能量密度的激光束快速加热工件表面，使其瞬间达到高温，随后立即冷却，可形成极细的晶粒结构和高硬度表层。
   • 该技术特别适用于局部强化要求高的精密部件，如航空发动机叶片、刀具等。

在选择合适的表面硬化方法时，需要综合考虑工件材料、形状、尺寸、表面硬化层的深度以及成本等因素，确保既能满足性能要求，又经济可行。