一种处理方法，使一个零件经受两次完全的硬化操作，或在硬化步骤之后进行第一次退火步骤。通常在相同的温度下进行，但不总是，以细化第一次长时间奥氏体化处理后的钢的晶粒尺寸，或经过长时间的渗碳步骤以获得高的外壳深度。
有时，由于语言的错误，双重硬化意味着长时间的奥氏体化或长渗碳时间，然后是软硬化或加热室外的缓慢冷却(如退火步骤)和再奥氏体化，然后是硬化步骤(淬火)。
二次硬化还包括二次硬化渗碳件，其中第一次硬化从核心部分的硬化温度进行，第二次硬化从外壳的硬化温度进行(参见DIN 17014)。
双重硬化通常用于获得高渗层深度所需的长时间渗碳或经过长时间奥氏体化步骤。典型的应用可以是关键齿轮在航空航天工业，大型齿轮用于风力涡轮机或建筑车辆或其他大型锻件。
对于单淬硬和双淬硬，渗碳组分的中间退火可以在最终淬硬之前进行。这种热处理包括在略低于Ac1的温度下退火，即在大约600-650℃下退火，并延长保温时间，随后缓慢冷却。
由于这种中间退火，有可能减少作为渗碳体的奥氏体碳中释放的剩余碳，并避免在随后的壳体精炼过程中形成残余奥氏体的风险。它还可以减少失真。
