离子氮化常用的预先热处理工艺有调质、淬火+回火、正火及退火。

调质是结构钢常用的预先热处理工艺，调质的回火温度至少要比渗氮温度高20℃（一般高20-40℃）。回火温度越高，工件硬度越低，基体组织中碳化物弥散度愈小，渗氮时氮原子易渗入，渗氮层厚度也愈厚，但渗层硬度也愈低。因此，回火温度应根据对基体性能和渗层性能的要求综合确定。调质后理想的组织是细小均匀分布的索氏体组织，不允许有较多的游离铁素体存在。

调质引起的脱碳对渗层脆性和硬度影响很大，所以调质前的工件应留有足够的加工余量，以保证机械加工时能将脱碳层全部切除。对渗氮后变形要求很严的工件，在精加工前（如精磨）还应进行一次或多次稳定化处理，稳定化处理温度应低于调质温度而高于渗氮温度。

工模具钢渗氮前的预先热处理工艺一般采用淬火+回火处理。

不锈钢渗氮前的预先热处理工艺一般采用淬火+回火，目的是为了消除加工应力和改善组织。对硬度要求不高的工件可采取退火处理。奥氏体不锈钢通常采用固溶处理。

球铁的预先热处理多采用正火处理。

退火处理在钛合金中运用较多，结构钢中极少采用退火处理。38CrMoAl钢不允许采用退火处理，否则渗层组织中易出现针状氮化物。

对于经过变形处理（如冲压、锻造、机加工等）的零件，应进行去应力退火处理，以减小渗氮变形。

还需说明的是，细小的原始组织比粗大的原始组织渗氮后有更高的表面硬度及良好的硬度梯度，因此，正火时冷却速度不易过慢，调质时回火温度不宜过高，保温时间不易太长。截面尺寸大的零件不易用正火态，而应调质处理。

总之，渗氮前采用何种预先热处理工艺，应依据工件的使用性能综合确定。