氮氣熱處理在近些年發展起來的一種新型的熱處理技術,它所具備的特點,正是模具制造中所迫切需要的,比如防止加熱氧化和不脫碳、真空脫氣或除氣,消除氫脆,從而提高材料(零件)的塑性、韌性和疲勞強度。真空加熱緩慢、零件內外溫差較小等因素,決定了氮氣熱處理工藝造成的零件變形小等。
    在氮氣熱處理過程中，采用的氣體是多種多樣的，有用氬氣保護的，有用氮基保護的，大量采用氮基保護氣氛。
    氮氣熱處理對于含碳量較高的鋼，經淬火后立即獲得很高的硬度，而塑性則很低。然而對鋁合金并不然，鋁合金剛淬火后，強度與硬度并不立即升高，至于塑性非但沒有下降，反而有所上升。但這種淬火后的合金，放置一段時間（如4～6晝夜后），強度和硬度會顯著提高，而塑性則明顯降低。淬火后鋁合金的強度、硬度隨時間增長而顯著提高的現象，稱為時效。時效可以在常溫下發生，稱自然時效，也可以在高于室溫的某一溫度范圍（如100～200℃）內發生，稱人工時效。對其重點進行熱處理研究，得到了與之相對應的兩套熱處理制度，得到了更加優異的綜合性能指標，將對此合金其他變形量的熱處理制度有借鑒作用。
    隨著氮氣熱處理淬火技術的發展，人們逐漸發現淬冷劑對淬火質量的影響。三國蜀人蒲元曾在今陜西斜谷為諸葛亮打制3000把刀，相傳是派人到成都取水淬火的。這說明中國在古代就注意到不同水質的冷卻能力了，同時也注意了油和尿的冷卻能力。中國出土的西漢(公元前206～公元24)中山靖王墓中的寶劍，心部含碳量為0.15～0.4%，而表面含碳量卻達0.6%以上，說明已應用了滲碳工藝。但當時作為個人“手藝”的秘密，不肯外傳，因而發展很慢。