傳統的熱處理，就主要控制的參數而言，多為常壓下的溫度時(shí)間兩個(gè)參數的熱處理；就工藝方式而言，多為單一的熱處理。這樣熱處理的效果也只能是單一化。為此，要大力發(fā)展多參數熱處理和復合熱處理工藝 。
1．數熱處理
（1）. 真空熱處理
這是一種附加壓力的多參數熱處理。它具有無(wú)氧化、無(wú)脫碳、工件表面光亮、變形小、無(wú)污染、節能、自動(dòng)化程度高、適用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，是近年來(lái)發(fā)展最快的熱處理新技術(shù)之一，特別是在進(jìn)行材料表面改性方面獲得了很大的進(jìn)展，許多新近開(kāi)發(fā)的先進(jìn)熱處理技術(shù)，如真空高壓氣淬、真空化學(xué)熱處理等，也需在真空下方能實(shí)施。采用真空熱處理技術(shù)可使結構材料、工模具的質(zhì)量和使用壽命得到大幅度的提高，尤其適合于一些精密零件的熱處理。在工業(yè)發(fā)達國家，真空熱處理的比例已達到20%左右，而我國目前約有真空熱處理爐1200臺，占熱處理爐總數的1%左右，與國外的差距很大。預計今后隨著(zhù)熱處理行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步和對熱處理工件質(zhì)量要求的越來(lái)越高，真空熱處理將會(huì )有較大的發(fā)展。
（2）.化學(xué)熱處理
這是一種附加成分的多參數熱處理。普通化學(xué)熱處理，如滲碳、碳氮共滲、碳氮硼共滲等，分別屬于附加單成分、雙成分和三成分的多參數熱處理。近年來(lái)，又發(fā)展了許多利用新技術(shù)的新型化學(xué)熱處理，如真空化學(xué)熱處理，流態(tài)床化學(xué)熱處理、離子滲金屬、離子注入、激光表面合金化等，均可提高工件的耐磨損及耐腐蝕等使用性能。稀土在化學(xué)熱處理中的應用(即與稀土共滲)，能顯著(zhù)提高滲速，縮短處理周期，并可提高滲層的耐磨性和耐腐蝕性，這是我國的一大特色。此外，固溶化學(xué)熱處理也是一個(gè)值得注意的動(dòng)向，內蒙農機研究所黃建洪等人開(kāi)發(fā)了含氮馬氏體化處理(N*M處理)工藝，這是第一個(gè)以獲得固溶N的含氮馬氏體為目的的滲氮工藝，已成功地應用于剪毛機刀片生產(chǎn)。
（3）.形變熱處理
這是一種附加應力的多參數熱處理。采用壓力加工和熱處理相結合的工藝，把形變強化和相變強化結合起來(lái)，使材料達到成型與復合強化的雙重目的。形變熱處理能提高材料的綜合力學(xué)性能，并可以簡(jiǎn)化工序，利用余熱，節約能源及材料消耗，經(jīng)濟效益顯著(zhù)。形變熱處理的應用廣泛，從結構鋼、軸承鋼到高速鋼都適用。目前工業(yè)上應用最多的是鍛造余熱淬火和控制軋制。美國采用控制軋制來(lái)生產(chǎn)高硬度裝甲鋼板，可提高抗彈性能。我國兵器工業(yè)系統開(kāi)展了火炮、炮彈零件熱模鍛余熱淬火、炮管旋轉精鍛形變熱處理、槍彈鋼芯斜軋余熱淬火等試驗研究，取得了很好的效果。
2．復合熱處理
復合熱處理是將兩種或兩種以上的熱處理工藝復合，或將熱處理與其它加工工藝復合，這樣就能得到參與組合的幾種工藝的綜合效果，使工件獲得優(yōu)良的性能，并節約能源，降低成本，提高生產(chǎn)效率。如滲氮與高頻淬火的復合、淬火與滲硫的復合、滲硼與粉末冶金燒結工藝的復合等。前述的鍛造余熱淬火和控制軋制也屬于復合熱處理，它們分別是鍛造與熱處理的復合、軋制與熱處理的復合。還有一些新的復合表面處理技術(shù)，如激光加熱與化學(xué)氣相沉積(CVD)、離子注入與物理氣相沉積(PVD)、物理化學(xué)氣相沉積(PCVD)等，均具有顯著(zhù)的表面改性效果，在國內外的應用也日益增多。
需要指出的是，復合熱處理并不是幾種單一熱處理工藝的簡(jiǎn)單疊加，而是要根據工件使用性能的要求和每一種熱處理工藝的特點(diǎn)將它們有機地組合在一起，以達到取長(cháng)補短、相得益彰的目的。例如，由于各種熱處理工藝的處理溫度不同，就需要考慮參加組合的熱處理工藝的先后順序，避免后道工序對前道工序的抵消作用。
