共渗后工件表面耐磨性、疲劳强度、高温稳定性、黏着性、抗咬合能力以及抗介质腐蚀的能力均比单元渗的渗层有所提高。基于不同的渗入元素，共渗也可分为如下常用的几类。

渗氮介质中添加氧的渗氮工艺，称为氧氮共渗（又称氧氮化）化学热处理。它是蒸汽处理与渗氮相结合的工艺。钢件经渗氮后表面具有高硬度、高耐磨性、高疲劳强度、抗咬合性、低的缺口敏感性、高的红硬性及良好的耐蚀性，工件畸变小等优点，但渗氮也存在一些缺点，如工艺周期长，化合物层脆性大等。为克服单元渗氮的缺点而开发出来的氧氮共渗化学热处理则可明显提高渗氮速度，大幅度缩短渗氮时间，改善渗层的脆性，节能降耗，工艺过程简单，可操作性强，同时还能保持渗氮的诸多优点。氧氮共渗适用钢材有碳素或合金结构钢，工具钢等。主要用于高速钢制刀具。

氧参与渗入的氮碳共渗工艺，称为氧氮碳共渗。它是一种先进的化学热处理工艺，是氧化和气体氮碳共渗工艺的复合。处理温度在铁-氮共析转变温度以下，一般在560～580℃，炉内气氛加热后在氧的促进下，形成大量活性氮原子与活性炭原子，并通过扩散作用进入材料表面。碳渗入后形成的微细碳化物可以促进氮的扩散，加快高氮化合物的形成，同时形成的高氮化合物又能提高碳的溶解度，两者相互促进，最终大幅度提高渗入效率。氧碳氮共渗层的组织结构由表及里一般为表面化合物层，氮碳扩散层以及基体组织3部分。

传统氮碳共渗后表面生成相一般为与相。研究发现，单一的相比复相结构具有更高的硬度与更优良的摩擦学特性与耐腐蚀特性。通过控制化合物层的生长工艺可以有效地生成主要以相组成的化合物层，氧的添加便是其中促进化合物层生长的有效方法。此外，相比于渗氮表面，氧氮碳共渗表面化合物层新增加了Fe₃O₄或Fe₂O₃相，可大幅度提高钢件表面的耐腐蚀性能、摩擦磨损时承载能力，高硬度、韧性好、抗咬合性能好，而且由于共渗时间短、温度较低，工件畸变也相应较小，由于提供清洁气体渗剂而无废气排放，因而绿色环保、原料来源方便、成本低。

硫参与渗入的氮碳共渗，实现硫、氮、碳3种元素同时渗入工件表面的化学热处理工艺。亦称为渗硫软氮化或硫氰共渗。硫氮碳共渗兼具氮碳共渗与渗硫的特点，相比于氮碳共渗，能赋予钢件更为优良的耐磨、减摩、抗咬死、抗疲劳、耐蚀等性能。

硫氮碳共渗层组织结构为：表面为0～10微米的FeS层，次外层为FeS、、M_XN_Y、Fe₄N及Fe₃O₄构成的化合物层，再往里为氮的扩散层与基体组织。此种工艺适用于以黏着磨损、疲劳和以擦伤、咬合为主要失效形式的零件，如汽车、拖拉机曲轴、变速箱齿轮、气缸、活塞等。并且硫氮碳共渗层具有一定的抗盐、碱与工业大气腐蚀的能力。适用钢种一般为：碳素钢、合金钢等各种钢铁材料（回火温度低于510℃的钢种不适用）。

硼铝共渗处理温度在840～1000℃，硼铝共渗层比渗硼层具有更好的耐磨、耐热和抗介质腐蚀性能，可用于热作模具等工件。硼铝共渗的工艺方法主要有粉末法、熔盐电解法、熔盐法和膏剂法。

不仅是铝元素，硼与其他金属或非金属元素也能实现共渗，如：硼铬、硼钒、硼钛、硼硅等二元共渗，以及硼铬钒、硼铬钛三元共渗。渗剂为粉末渗硼剂加上铬、钒、钛供剂组成，共渗温度为850～1050℃，通入氩气或氢气保护。共渗层的耐磨性与抗疲劳性能优于渗硼层。

除共渗工艺外，渗硼与渗碳可以形成复合渗。硼碳复合渗是先渗碳再渗硼的复合工艺，一般采用气体渗碳与固体渗硼的方式。复合渗渗层的抗接触疲劳性能不低于渗碳层，而耐磨性能比渗碳层提高1.5倍。

也叫铬铝共渗，可采用多种工艺方法，常用粉末法。通过调整Al/Cr比例，可以获得不同成分的共渗层。铝铬共渗主要应用于提高钢铁和耐热合金的抗高温氧化和热腐蚀性能。渗层的铬、铝含量不同，抗高温氧化性能也有明显的差异。

铝铬硅三元共渗一般采用粉末法。铬、铝、硅供剂一般为Al-Cr₂O₃-SiO₂，或是Al(AlFe)-Cr(SiC)；填充剂仍用Al₂O₃或是SiC，活化剂为NH₄Cl或AlF₃。此种方法可提高钢铁和耐热合金的抗高温氧化、热疲劳性能，主要应用于燃气轮机叶片。

稀土元素与其他元素共渗时，稀土元素的渗入量很小，但是微量的稀土元素具有很明显的催渗作用，使渗速增加20%以上，并且不同程度地提高了渗层的综合性能。稀土已经在许多化学热处理工艺中得到应用，如对渗碳、渗氮、氮碳共渗、碳氮共渗，硫氮碳共渗、氮碳硼多元共渗，渗硼、硼铝共渗以及渗钨、渗钼等，少量稀土元素的加入，均有一定的催渗效果，并改善了渗层组织，提高了力学性能，使工件的适用寿命延长。有研究表明稀土的作用机制在于可以促进介质的分解，提高工件表面活性物质浓度；稀土能够强化界面反应，即提高了扩散元素由气相向工件表面传递的能力；稀土元素在共渗过程中可以渗入钢的表面，并沿晶界、缺陷等特殊通道以较快的速度向内扩散，也可通过空位向完整晶体内部扩散。由于稀土原子半径较大，引起晶格畸变，使空位、位错环、堆垛层错等晶体缺陷增加，净化晶界，为间隙原子的扩散提供了通道，加速了扩散。

共渗元素为两种时，称为二元共渗；共渗元素为三种时，称为三元共渗，以此类推。两种或两种以上元素先后在两道或多道工序中渗入（有时也采用先镀后扩散）金属或合金表面，则称为复合渗。多元共渗和复合渗的目的是为了获得比单元渗更好的渗层综合性能，或是为了降低生产成本。

600℃以下的低温多元共渗技术中，氮碳共渗、硫氮共渗、硫氮碳共渗、氧氮共渗等已大量应用于生产；在此温度（A₁）以下即钢的铁素体状态时实行的低温多元共渗可显著提高钢件表面硬度、耐磨性、疲劳强度和抗腐蚀能力，延长其服役寿命。由于温度低、时间短，与高温奥氏体状态下进行的多元共渗相比较，可以大量地节约能源、显著降低工件畸变。因此，对于中轻负荷条件下工作的机器零件，低温多元共渗化学热处理工艺具有极其重要的推广价值。700℃以上的高温多元共渗常用技术有碳氮共渗、铝与多种稀土元素（铈、镧、镨等）共渗、铝铬硅共渗、钴铬铝钇共渗（即多元反应烧结涂层）、镀镍或镀钴后镍（钴）铬铝共渗等。