渗氮工件的加工工艺路线一般是：锻造→退火（或正火加高温回火）→阻加工→调质→半精加工→（去应力）→精加工→渗氮→精研（磨）。

由工艺路线可见，渗氮前的预备热处理包括了退火（或正火加高温回火）、调质和去应力处理，这些工序都是为了渗氮而做准备的，因为工件渗氮后基本上不再进行加工。

退火和正火的目的是为了细化组织，改善可加工性，消除内应力，并为调质做好组织准备。

调质处理是一道重要的预备热处理工序，目的是为了获得均匀而细小的索氏体组织，它不仅使工件心部具有良好的综合力学性能，而且为渗氮做好必要的组织准备。

调质处理的工艺规范对渗氮质量有很大影响。由于38CrMoAlA钢的临界点较高，Ac₁为790℃，Ac₃为900℃，Ar₁为740℃；同时，含铝的铁素体稳定性高，加热时不易溶于奥氏体中，所以钢的正火和淬火温度均应提高，并且保温时间较一般合金结构钢要长，通常为一般合金结构钢的1.5倍。

如果淬火温度太低或保温时间不足，以致铁素体未能完全溶于奥氏体中，渗氮时表面有游离铁素体存在，会使渗氮层的脆性大为增加。相反，如果淬火温度太高，奥氏体的晶粒会长大变粗，氮化物优先沿晶界伸展，在渗氮层中呈明显的波纹状或网状组织。

回火温度对渗氮质量也有很大影响。回火温度决定钢调质后的硬度，回火温度越高，调质后的硬度越低，基体组织中碳化物的弥散度越小，则渗氮时，越有利于氮原子的渗入，因而渗速较快，渗层较深。随着回火温度的升高，渗氮层的硬度会降低，且心部的硬度也略有下降。

对于形状复杂的工件需要进行去应力退火，以消除在切削加工过程中产生的应力，从而减少渗氮过程中的变形。为防止调质硬度降低，去应力退火温度应低于调质的回火温度40~70℃，保温时间也应适当延长，保温后缓冷至150℃以下出炉。