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（1）清潔熱處理
熱處理生產形成的廢水、廢氣、廢鹽、粉塵、噪聲及電磁輻射等均會對環境造成污染。解決熱處理的環境污染問題，實行清潔熱處理(或稱綠色環保熱處理)是發達國家熱處理技術發展的方向之一。為減少SO2、CO、CO2、粉塵及煤渣的排放，已基本杜絕使用煤作燃料，重油的使用量也越來越少，改用輕油的居多，天然氣仍然是最理想的燃料。
燃燒爐的廢熱利用已達到很高的程度，燃燒器結構的優化和空—燃比的嚴格控制保證了合理燃燒的前提下，使NOX和CO降低到最低限度；使用氣體滲碳、碳氮共滲及真空熱處理技術替代鹽浴處理以減少廢鹽及含CN-有毒物對水源的污染；采用水溶性合成淬火油代替部分淬火油，采用生物可降解植物油代替部分礦物油以減少油污染。
（2）精密熱處理
精密熱處理有兩方面的含義：一方面是根據零件的使用要求、材料、結構尺寸，利用物理冶金知識及先進的計算機模擬和檢測技術，優化工藝參數，達到所需的性能或最大限度地發揮材料的潛力；另一方面是充分保證優化工藝的穩定性，實現產品質量分散度很小(或為零)及熱處理畸變為零。
（3）節能熱處理
科學的生產和能源管理是能源有效利用的最有潛力的因素，建立專業熱處理廠以保證滿負荷生產、充分發揮設備能力是科學管理的選擇。在熱處理能源結構方面，優先選擇一次能源；充分利用廢熱、余熱；采用耗能低、周期短的工藝代替周期長、耗能大的工藝等。
（4）少無氧化熱處理
由采用保護氣氛加熱替代氧化氣氛加熱到精確控制碳勢、氮勢的可控氣氛加熱，熱處理后零件的性能得到提高，熱處理缺陷如脫碳、裂紋等大大減少，熱處理后的精加工留量減少，提高了材料的利用率和機加工效率。真空加熱氣淬、真空或低壓滲碳、滲氮、氮碳共滲及滲硼等可明顯改善質量、減少畸變、提高壽命。
