Дальнейшие успехи в повышении прочности деталей связаны с различными методами поверхностного и объемно-поверхностного упрочнения, когда в той или иной степени достигается соответствие градиента прочности структуры поверхностных слоев и распределения в них рабочих напряжений. При использовании различных методов поверхностного пластического деформирования (ППД) уменьшается шероховатость поверхностей, повышаются прочность поверхностного слоя и точность детали. В результате повышаются износостойкость и усталостная выносливость деталей. Более эффективными являются методы термического поверхностного упрочнения деталей, так как при этом обеспечиваются и большая толщина упрочненного слоя, и более высокая степень упрочнения. Например, при поверхностной закалке с нагревом ТВЧ образуется мартенситная структура с более высокой твердостью, чем наклепанный металл. Необходимо отметить, что, кроме повышения твердости и прочности структуры поверхностных слоев, при такой обработке создаются в детали большие остаточные напряжения сжатия, которые повышают усталостную прочность. Методы поверхностного пластического упрочнения и поверхностной закалки позволяют упрочнять только поверхностный слой деталей. Наиболее эффективно применение методов объемно-поверхностного упрочнения, например химико-термической обработки, так как при этом реализуется сразу несколько механизмов упрочнения: увеличение сил межатомной связи, образование прочных и стабильных при эксплуатации фаз и структур, формирование остаточных внутренних напряжений сжатия. Например, при переходе от улучшения к цементации обеспечивается увеличение нагрузочной способности зубчатых передач более чем в 4 раза. Все методы упрочнения деталей можно разделить на две группы: традиционные и новые. К первой относят объемную закалку и отпуск, поверхностную закалку с нагревом, цементацию, нитро цементацию, азотирование, методы механического упрочнения (накатку, дробеструйную обработку). Ко второй — методы упрочнения, которые еще не получили широкого распространения на автомобильных заводах, но уже доказали свою эффективность. Это термическая обработка в вакууме, лазерная закалка и лазерное легирование, ионное азотирование, плазменно-вакуумное нанесение износостойких покрытий, плазменное оплавление поверхностей, газа термическое напыление и др.