سخت کاری یا سخت کردن سطحی (Surface or Case Hardening) نوعی عملیات حرارتی که در آن با استفاده از شرایط خاص کاری و محیطی سطح قطعه را سخت کرده در حالی که ترکیب شیمیایی داخل قطعه تغییر نمی کند و در نهایت قطعه ای حاصل می شود که سختی سطحی مطلوب در کنار چقرمه بودن دارد.
بسیاری از قطعات فولادی را می توان به نحوی عملیات حرارتی کرد که نهایتا در عین حال که از مقاومت به سایش خوبی برخوردار باشند دارای استحکام دینامیکی خوبی نیز باشند. این نوع عملیات حرارتی که اصطلاحا به سخت کردن سطحی موسوم است، آخرین عملیاتی بوده که باید در مرحله پایانی ساخت قطعه و پس از انجام تمام مراحل مربوط به شکل دادن نظیر ماشین کاری و غیره انجام گیرد.
علت انجام سخت کاری سطحی
در بسیاری از کاربردهای صنعتی نیاز به قطعاتی است که دارای سطحی سخت بوده و در عین حال از چقرمگی یا تافنس ضربه ای خوبی برخوردار باشند. از جمله این موارد، قطعاتی نظیر میل لنگ، میل بادامک و چرخدنده ها بوده که باید سطحی بسیار سخت و مقاوم در برابر سایش داشته باشند و در عین حال چقرمه و مقاوم در برابر ضربات وارد حین کار باشند.

انواع روش های سخت کاری سطحی
روش های مختلف عملیات حرارتی که به کمک آن می توان سطح قطعات را سخت کرد، عمدتا به دو دسته تقسیم می شوند:
1- عملیات هایی که منجر به تغییر ترکیب شیمیایی سطح فولاد شود و به عملیات حرارتی – شیمیایی معروف است، مانند؛
• کربوره کردن (کربن دهی) - Carburizing
• نیتریده کردن (نیتروژن دهی) - Nitriding
• کربو نیتریده کردن - Carbonitriding
• نیترو کربوره کردن - Nitrocarburazing
که کربن دهی پر کاربردترین آن ها می باشد.
2- روش هایی که بدون تغییر ترکیب شیمیایی سطح و فقط به کمک عملیات حرارتی که در لایه سطحی متمرکز شده و باعث سخت شدن سطح می شوند و به عملیات حرارتی موضعی موسومند، نظیر؛
• سخت کردن شعله ای
• سخت کردن القایی