与其他表面强化技术相比，化学热处理是一种综合优势明显、可以有效提高卫生级不锈钢管表面硬度的方法。但是在本世纪以前，化学热处理采用的基本都是800℃以上的渗碳或500℃以上的渗氮工艺。用化学热处理方法处理过的奥氏体不锈钢材料，表面硬度有了显著的提高，但是材料的耐蚀性却产生了明显的下降。因此，低温渗碳技术，较好地解决了卫生级不锈钢管表面硬度与耐蚀性兼顾的问题，成为突破卫生级不锈钢管使用局限的关键。

低温渗碳技术的研究只有十余年的历史。它的原理就是通过低温渗碳处理，使渗人的C原子固溶于奥氏体基体而不以碳化物形式析出，形成一种扩张奥氏体(expanded austenite )。因为这种扩张奥氏体的点阵常数比奥氏体基体大得多，所以被Ichii命名为S相。过饱和的C固溶体于奥氏体基体，使原来的奥氏体面心立方晶格(fcc)点阵常数增大而产生的点阵畸变，转变成面心四方晶体结构(fct)，从而大大提高了它的硬度和磨损抗力。但是S相是一种不稳定的组织，在一定的温度之上，S相将发生分解，由面心四方结构恢复到原来稳定的面心立方结构，同时析出黑色Cr的碳化物。

通常我们认为Cr的碳化物的生成温度为550℃，氮化物生成的温度为450℃。所谓的卫生级不锈钢管低温渗碳处理，一般就是在低于550℃的温度下进行的渗碳热处理。