3.5.1 水基淬火剂
20世纪70年代推出的聚合物水溶性淬火剂可代替油进行钢件的淬火冷却。其淬火烈度可通过溶液含量在一定范围来调节。因聚合物及其分解产物无毒、加热不产生有害烟雾，故和淬火油相比，应属清洁工艺材料。
我国最早使用的聚合物水基介质是聚乙烯醇（PVA）。其使用含量很低，用于感应加热喷冷淬火的含量（质量分数）只有0.25%～0.3%，用于整体浸入淬火的含量也不超过0.5%。PVA水溶液的缺点是含量（质量分数）低，冷速波动大，易老化变质，故现已很少使用。但笔者认为，因其使用含量低，用量少，供应商利润较低，同样是用得少的原因之一。
目前已开发的聚合物介质还有聚二醇共聚物（PAG）、聚丙烯酸钠（PAS），聚乙烯吡咯烷酮（PVP），聚乙基恶唑啉（PEOX）等，当前以PAG应用最广。因其对机械降解相对稳定，老化速度慢，水解稳定性高，含量波动对冷速影响小，工艺灵活性也大。
国内市场提供聚合物水基介质的厂家有科润、华立、好富顿、德润宝、辽宁海明等公司。
3.5.2 非氟氯烃溶剂
三氯乙烷、三氯乙烯等是清洗钢件表面油脂的理想溶剂，但因其会破坏大气臭氧层，增强太阳紫外线对地球辐射，危害人类和生物健康，人们正在努力开发非氟氯烃溶剂。可喜的是已经找到一系列氟氯烃溶剂的替代品。
一种非氟氯烃溶剂是戊烷（C5H12）。正戊烷（CH3−CH2−CH2−CH2−CH3）为无色易燃液体，相对密度为0.6262，熔点为−129.7℃，沸点为36.1℃。带油脂工件在密封脱脂容器中用加热蒸发的戊烷气体清洗。用过的戊烷经冷凝、处理杂质后可重复使用。戊烷是纯碳氢化合物，在密封容器中使用，如无大量泄漏对环境无害。
美国GCG Technologies公司开发出了一种Deflex Process清洗技术，用CO2超临界液体清除电子和光电产品上的油脂、塑料和聚合材料的污垢、多孔金属表面的污染以及机加工零件、冲压件的表面油污。具体方法是将液态CO2在30℃和7550kPa（约75.5atm）压力下，通入盛有零件的容器。含污垢溶液从容器泵出，并立即将压力释放，膨胀为气体，将污物排出后，气体再经压缩冷凝重复使用。沉积下来的切削油、油脂等可收集回收利用。超临界态CO2既不是液态，也不是气体，既具有液态性质，也具有气体的可扩散性。超临界CO2具有溶剂选择性，根据压力、温度和混合效应可覆盖从氟利昂（Freon）到1，1，1−三氯乙烷溶剂的溶解范围。针对污染物的选择溶解是超临界CO2的主要优点之一。使用超临界CO2清洗工件无需干燥，表面不会锈蚀，清洗时间比真空清洗快数十倍。
3.5.3 无害排放防锈剂
钢件热处理后往往不会立即送往下一道工序，或需长途运输交付用户。如不采取防锈措施，会发生锈蚀影响表面质量和下一步加工。一般在工件上涂以防锈剂或施以防锈包装。最简单的方法是浸以亚硝酸盐溶液，但因其具有的毒性，会影响接触人员健康。
美国中西部生产大型轮盘状钢件的工厂在锻造和热处理的间隔和热处理后的远途运输过程中，不当心会生锈。如涂以石油基防锈液，锻件在随后的热处理加热超过其热稳定温度，工件表面会沉积难以清除的黑色残留物，而且也会显著提高生产成本，所以必须找出一种能克服此缺陷的理想防锈的代用品。
Santorac Fluids（st.Charles，Mo）公司提供一种被称为TKO2的合成润滑油，它既能满足工厂内部加工间隔的防锈要求，也会在热处理加热时工件表面不产生黑斑，还可以在热处理后再涂覆，保证在随后的长途运输时不生锈。此合成润滑液被加热到一定高温时能保持稳定，即使在更高温度下，其分解产物也是绝对无害的CO2和H2O。
在冬季，钢件的长途运输问题更大。为使公路融雪，经常要在路面撒盐。钢件长时间处在盐雾环境中很容易生锈。涂以TKO2液的钢件经120h在此环境下的试验证明，在3～4个月期间也不会生锈。(www.xing528.com)
钢经120h盐雾试验不生锈能完全满足美国陆军小型自动来复枪和机枪的防锈要求。清理和润滑对枪械性能的发挥很重要。由于风沙很易侵入运动的零部件，而且沙漠地带必定会有大量盐分，所以枪械的润滑必须符合MIL-L-63460军用标准规定。枪械防锈剂还必须具备的另一种特殊性能是防护吸附在金属表面的炸药燃烧产物。TKO2分离火药性能的实验结果也很好。
3.5.4 化学热处理催渗剂
钢件化学热处理是一种化学元素在高温下往表面层内的缓慢扩散过程。长时间加热能耗大，渗剂和排放物经常有毒性，对环境不利。缩短化学热处理时间可节能，采用清洁渗剂和可加速的渗剂，既可节能，也可减排。我国热处理界近来在这方面下了不少工夫，取得了创造性的成果。
哈尔滨工业大学研发出了化学热处理稀土催渗技术。西北大学的北恒公司研发出BH催渗剂，都已成为商品在市场上出售。两种催渗剂都以掺入滴注式渗剂或气态介质的方式通入渗碳或碳氮共渗炉中，在相同的温度下，为获得同样渗层可缩短13%～30%的工艺周期，或为得到相同的渗层，可降低20～30℃的温度，而对环境不造成任何影响。
合肥热处理技术研究所推出的以ABC为商品牌号的化学热处理催渗剂，在数家热处理加工企业的渗碳和碳氮共渗工艺过程中使用也取得了较好的效果。
哈尔滨鑫强公司开发的渗氮催渗剂节能效果明显。
3.5.5 盐浴氧氮碳共渗剂
20世纪50年代，德国Degussa公司推出了Tenifer技术，在560～580℃氰盐浴中通氧或空气，使氰盐按2NaCN+O2=2NaCNO反应生成氰酸盐对钢件进行氮碳共渗，以提高其耐磨性和抗疲劳能力。与气体渗氮相比，可大大缩短工艺周期。后被欧美各国陆续采用，又被称为Tuffride技术，故一般碳素钢和低合金结构钢经处理后表面硬度不是很高，因此也被俗称为“软氮化”。笔者于1964年研发成功用尿素和碳酸盐的无毒原料按2（NH2）2CO+Na2CO3=2NaCNO+2NH3+CO2+H2O的反应生成氰盐酸的方法进行钢件的“盐浴活性氮化”。此类工艺因改善产品质量的效果好，生产效率高，曾一度受到用户欢迎，但由于氰盐有剧毒的致命缺点，未获进一步推广。
Degussa公司在20世纪70年代研发出了TF1+AB1盐浴。其中添加了Li2CO3+K2S，使盐浴的CN-降到0.8mg/L以下。同期法国的液力机械研究所（HEF）研发出Sur-Sulf技术，往盐浴中添加了延缓氰酸盐分解、促使CN-氧化的化学物质，也使盐浴的CN-降到0.5mg/L以下。美国Kolene公司从Degussa公司引进Tenifer技术和TF1+AB1盐，并在盐浴中添加了含硫化合物Melon，使盐浴成为NO-CY（无氰）技术，其商品名称定为Melonite。
Kolene公司随后又在氮碳共渗后，对钢件表面进行抛光，最后再进行一次盐浴氧化，使钢件提高硬度的同时，还形成黑亮的抗蚀表面。这种氮碳共渗水冷→抛光→氧化水冷的工艺被命名为QPQ技术。
武汉材料保护研究所于1984年独自开发出了LT盐浴硫氮碳共渗法。用J-1基盐、Z-1再生盐和Y-1氧化盐对钢件施行S-N-C-O共渗。盐浴中的CN-可降到0.5mg/L以下。附在钢件上的盐可完全被氧化为无毒，最后被清洗掉。此盐早已由山东安丘热处理工艺材料厂生产，作为商品供应全国。
成都工具研究所于1985年自行研发出独有的QPQ盐浴N-C-O共渗法。该盐浴的CN-可控制在0.2mg/L以下，附在钢件上的盐也可被氧化为无毒。最后的冷却清洗用水可循环使用，也可无害化排放。该所既提供设备、技术，也可供应商品盐，至今全国已有200余家热处理加工企业使用该技术。
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