前面所述的不锈钢的各种热处理，正火、退火、调质、固溶化、稳定化、渗氮、氮碳共渗、高频感应淬火等，都是为使工件达到某种功能要求所采用的独立的热处理方法。如果把两种或两种以上的热处理方法，或把热处理与表面处理结合起来，将对工件功能的发挥有更好的作用。在发挥各工艺特长的同时，具有特殊的复合效果。
一、渗氮＋整体淬火
在谈到不锈钢渗氮热处理时，曾指出为保证渗氮效果，作为渗氮的预备处理，对氮化材料应进行预先热处理。对于马氏体不锈钢，渗氮前的预先热处理通常采用调质处理，即淬火后高温回火处理。现在这里讲的渗氮＋整体淬火则是以提高零件功能效果为目标的复合热处理。
用马氏体钢制作有高强度、耐磨、耐疲劳要求的零件时，需对零件进行整体淬火后再低温回火。众所周知，马氏体不锈钢淬火冷却时，表面层先冷却到马氏体转变点M.以下，先发生马氏体转变，此时，表面组织转变层会发生体积膨胀，心部仍处于奥氏体状态，体积没有变化，这使得表面受压应力，心部受拉应力，而当零件继续冷却时，心部温度降低到M,点，开始发生马氏体转变，先已冷却并发生转变的表层已处于冷硬状态，这时，心部由于组织转变发生的体积膨胀受到限制，承受压应力，而表面承受拉应力，即淬火完成后，零件表面处于残留拉应力状态。这种残留拉应力将降低零件工作时的疲劳强度，降低零件的使用寿命。
如果在工件淬火之前，先进行渗氮处理，这时，零件表面层含有较高的氮量。氮元素对金属组织的影响类似于碳和镍，扩大了奥氏体相区，稳定了奥氏体，见图7-11,并且氮的这种作用相当于镍的20倍。
由于氮元素的作用奥氏体稳定性的增加，降低了马氏体转变点Ms。这使零件表面（已渗氮部分）的Ms 远低于心部，在以后淬火冷却时，虽然表面层先冷却，但发生马氏体转变的时间却迟于心部，即已被渗氮的表面层比心部后发生马氏体转变，所以，最终零件的表面（已被渗氮再淬火部分）残留了压应力，这当然会提高零件的抗疲劳能力。有研究表明，先渗氮再淬火的零件可提高疲劳寿命3~6倍。如果零件渗氮、淬火后再进行冷处理，会进一步增加表面层的压应力，提高零件疲劳寿命的效果会更好。
二、渗氮＋高频感应加热表面淬火
经过渗氮的工件一般不再进行其他热处理，但因氮化层较薄，有时承受不了较大的表面压力，特别是马氏体不锈钢渗层只能达到0.1~0.3mm,为此，可在渗氮后再进行一次高频感应加热表面淬火，不仅高频淬火硬化层厚可达1.2~1.5mm,而且已渗氮的工件表面层的氮原子会向工件内部扩散，提高了渗氮层深度，同时，工件表面获得的是固溶氮和碳的细马氏体，也提高了表面硬度。
可见，渗氮层再进行一次高频表面淬火的复合热处理，不仅保留了氮化的功能，还进一步提高了功能质量。
三、渗氮＋低温渗硫
不锈钢经渗氮后，获得了较高的表面硬度，在提高工件磨粒磨损和疲劳磨损方面起到良好的作用，但是，在工件实际的使用工况中，也可能还存在黏着磨损，抵抗这种磨损单靠表面硬度是不够的，还应设法降低表面的摩擦系数，为此，对渗氮工件表面再进行一次以产生化学膜为目的的工艺处理是必要的，渗硫即是产生化学膜的有效方法之一。采用低温渗硫，在硬渗氮表面形成软的、均匀的FeS薄膜，在摩擦中起到自润滑作用，增加了工件表面的抗黏着磨损能力。
四、高频表面淬火＋低温渗硫
这种复合处理的作用相似于渗氨＋低温渗硫复合处理的作用。
硬的高频淬火表面与软的渗硫膜的同时存在，改善了工件表面的功能。
当然，采用复合处理时，首先应选择正确的复合处理方式和组合，其次，要考虑两种处理的相互作用并合理安排处理程序，以防止程序安排不当引起的不良影响。
