Das Verfahren, bei dem Stickstoff auf die Oberfläche des Materials aufgebracht wird, um eine gehärtete Oberfläche zu erzeugen. Diese Verfahren werden am häufigsten bei niedrig legierten Stählen angewandt. Für das Nitrierverfahren wird normalerweise Ammoniak verwendet, das reich an Stickstoff ist. Wenn Ammoniak bei hoher Temperatur mit dem Metall in Berührung kommt, zerfällt es in Stickstoff und Wasserstoff. Der Stickstoff diffundiert an die Oberfläche des Materials und bildet eine Nitridschicht. Auf diese Weise erreicht die Oberfläche und die Tiefe des Materials bis zu einem bestimmten Punkt einen sehr hohen Härtegrad im Vergleich zum Kern unter dem Einfluss der Nitridschicht. Das Nitrierverfahren wird im Allgemeinen bei Zahnrädern, Kurbelwellen, Nockenwellen, Ventilteilen, Druckgussteilen, Schmiedegesenken, Waffenteilen, Strangpress- und Walzwerkzeugen, Einspritzdüsen und Kunststoffformwerkzeugen angewendet.