滲氫是一種熱處理工藝，將氮氣擴散到金屬表面以形成表面硬化表面。 這些工藝最常用于低合金鋼。 它們還用于鈦、鋁和鉬。

典型應用包括齒輪、曲軸、凸輪軸、凸輪從動件、閥門部件、擠壓機螺桿、壓鑄工具、鍛造模具、擠壓模具、槍支部件、噴射器和塑料模具工具。

這些過程以用于捐贈的媒介命名。 使用的三種主要方法是：氣體滲氮、鹽浴滲氮和等離子滲氮。

在氣體滲氮中，供體是一種富含氮的氣體，通常是氨氣 (NH3)，這就是它有時被稱為氨氮滲氮的原因。 當氨與加熱的工件接觸時，它會分解成氮氣和氫氣。 然后氮擴散到材料表面，形成氮化物層。 這個過程已經存在了將近一個世紀，盡管僅在最近幾十年才集中精力研究所涉及的熱力學和動力學。 最近的發展導致了一個可以精確控制的過程。 可以選擇所得滲氮層的厚度和相結構，并針對所需的特定性能優化工藝。

與其他變體相比，氣體滲氮的優點是：

• 通過控制氮氣和氧氣的氣體流速精確控制氮化氣氛中氮氣的化學勢。
• 全方位滲氮效果（與等離子滲氮相比，在某些情況下可能是劣勢）
• 可以進行大批量生產 - 限制因素是爐子尺寸和氣體流量
• 通過現代計算機控制氣氛，可以嚴密控制滲氮結果
• 設備成本相對較低 - 特別是與等離子相比

氣體氮化的缺點是：

• 反應動力學在很大程度上受表面狀況的影響 - 油性表面或被切削液污染的表面會產生較差的結果
• 有時需要表面活化來處理高鉻含量的鋼 - 比較等離子滲氮過程中的濺射
• 氨作為滲氮介質 - 雖然不是特別有毒，但在高濃度吸入時是有害的。 此外，在氧氣存在下加熱時必須小心，以減少爆炸的風險

在鹽浴滲氮中，供氮介質是含氮鹽，例如氰化物鹽。 所用的鹽還向工件表面提供碳，使鹽浴成為一種氮碳共滲工藝。 使用的溫度是所有氮碳共滲工藝的典型溫度：550 至 570 °C。 鹽滲氮的優點是與任何其他方法相比，它可以在相同的時間內實現更高的擴散。

鹽滲氮的優點是：

• 快速處理時間 - 通常在 4 小時左右即可實現
• 操作簡單 - 將鹽和工件加熱到一定溫度并浸入水中，直到持續時間結束。

缺點是：

• 使用的鹽具有劇毒 - 在西方國家，鹽的處理受到嚴格的環境法的控制，增加了使用鹽浴的成本。 這是近幾十年來該工藝失寵的最重要原因之一。
• 對于特定的鹽類型，只有一種可能的過程 - 由于氮勢由鹽決定，因此只有一種類型的過程是可能的

等離子滲氮，又稱離子滲氮、等離子離子滲氮或輝光放電滲氮，是一種工業上對金屬材料進行表面硬化處理。

在等離子滲氮中，滲氮介質的反應性與溫度無關，而與氣體電離狀態有關。 在該技術中，強電場用于在要氮化的表面周圍產生氣體的電離分子。 這種具有電離分子的高活性氣體稱為等離子體，為該技術命名。 用于等離子滲氮的氣體通常是純氮氣，因為不需要自發分解（如用氨滲氮的情況）。 存在以用于金屬切割、焊接、熔覆或噴涂的等離子射流為代表的熱等離子。 還有冷等離子體，通常在低壓狀態下在真空室內產生。

通常對鋼進行等離子滲氮處理是有益的。 該工藝允許對滲氮微觀結構進行嚴密控制，允許在有或沒有化合物層形成的情況下進行滲氮。 不僅金屬部件的性能得到提高，工作壽命也得到提高，被處理金屬的應變極限和疲勞強度也得到提高。