高濃度滲碳法最早由O.E.Cullen 在1960 年提出的一種滲碳工藝。高濃度滲碳是有意得到一定量的過剩滲碳體或碳化物，其表面碳含量提高到w(C) =2.5%~3.0%，甚至達w(C) =4%，獲得彌散、粒狀、分布均勾的碳化物滲碳層，提高了零件的耐磨性、承載能力和使用壽命。目前為止在日本、俄羅斯、歐洲等國都引起重視，並且已經用於了生產。
Cullen 法：先把鋼加熱到920℃滲碳溫度，滲碳到該溫度的奧氏體飽和碳濃度，然後冷卻到Ar1點以上，奧氏體中碳沿著Acm線析出形成滲碳體。再把鋼加熱到滲碳溫度，此時析出的滲碳體部分被奧氏體固溶，部分剩留未溶，繼續進行高濃度滲碳，並利用未溶解的滲碳體為核心形成顆粒狀碳化物。這樣多次反覆處理，使鋼件表面碳含量高達w(C)3.0%以上，在表層獲得顆粒狀的碳化物。
碳化物彌散滲碳(Carbide Dispertion Carburizing CD 滲碳) 法：把鋼加熱到滲碳溫度，表面碳含量達到奧氏體飽和依度後，快速冷卻到比Ar1點稍低的溫度，然後又加熱到滲碳溫度繼續滲碳，再快速冷卻到比An點稍低的溫度，如此反覆進行，在奧氏體晶界上析出顆粒狀碳化物，析出碳化物的數量與反覆滲碳一冷卻次數有關。
