Азотированием называется процесс диффузионного насыщения поверхностного слоя стали азотом.

Процесс ведут при температурах 500…520 ⁰С в среде аммиака (NH₃). При этих температурах аммиак диссоциирует с образованием атомарного азота:

2NH₃ -> 2N + 3H₂.

Азот диффундирует в глубь металла, где образуются нитриды Fe₄N, Fe₂N, Cr₂N, Mo₂N, VN и др. Они препятствуют движению дислокаций и тем самым повышают твердость и износостойкость поверхностного слоя, предел выносливости, сопротивление коррозии в атмосфере воды и пара. Чем больше образуется нитридов, тем тверже поверхностный слой. Поэтому азотированию подвергаются среднеуглеродистые легированные стали (38Х2МЮА), в которые входят нитридообразующие элементы.

Для повышения коррозионной стойкости можно азотировать и углеродистые стали. Твердость азотированного слоя выше, чем цементованной стали, и сохраняется при нагреве до высоких температур (550…600 ⁰С), тогда как твердость цементованного слоя, имеющего мартенситную структуру, сохраняется только до 200…225 ⁰С. Продолжительность азотирования составляет 24…60 часов.