Nitrasyon işlemi için ülkemizde yaygın olarak nitrürleme yada nitrürasyon terimleri de kullanılmaktadır.Sementasyon teriminde olduğu gibi bu konuda nitrasyon teriminin kullanılması uygun görülmüştür.

Nitrasyonla yüzey sertleştirme işleminde , çeliğin yüzeyinden difüzyon ile azot verilerek , malzemenin yüzeyinde özellikleri değiştirilebilir.0,71kX olan atom çapı ile azot, 0,77kX atom çapı olan karbona göre demir kafesine daha kolay nüfuz ettirilebilir.Azotun alınması, yüksek sıcaklıklarda ostenit katı çözeltisinde çok hızlı olur Ancak azot bağlantılarının (nitrür) dış cidarda yığılması , yüzeyde kırılgan bir tabakanın oluşmasını sebep olur.Ayrıca, ostenit-ferrit dönüşmesinden dolayı hacim değişmesi de meydana gelir ve bu tabaka parçalanarak pul pul dökülür.Bu nedenlerden dolayı, azot ostenit yapıya değil,ferritik yapıya nüfuz ettirilir.Bu esnada, oldukça ince ve kırılgan bir yapı oluşur ve azot içeren bölgede nitrürler çökelir.Çökelmede oluşan alaşım nitrürleri , martenzit sertliğinden de fazla sertliği olan bir tabaka meydana getirir.

Alaşımsız çeliklerde , ferritik yapıda azot difüzyonu ile oluşan dıştaki kırılgan cidar tabakası da kolayca pul pul dökülebilir.5100 C deki gaz nitrasyonda elde edilen ,alttaki sert tabaka oldukça az kalınlıktadır.Buna karşın, nitrür teşekkül ettirebilen alaşım elementleri ile oldukça fazla kalınlıkta sertlik tabakası homojen ve yüksek sertlik elde edilir.Nitrür teşekkül ettirebilen elementlerden önemlileri başta krom ve titan olmak üzere alüminyumdur.

Teknikte kullanılabilir kırılgan olmayan ve sert olan azotu zenginleştirilmiş tabaka yanlızca ferritik sahadaki azot difüzyonu ile sağlanabildiğinden difüzyon sıcaklığının Ac1 sıcaklığının altında olması zorunludur.Ancak azot elementinin Ac1 dönüşümünü daha düşük sıcaklıklara kaydırmasına ayrıca dikkat edilmelidir.Azot-demir sisteminde ötektoid sıcaklığı (en düşük nokta) 5900C dir.Karbonun bulunması ile ötektoid nokta biraz daha düşer ve difüzyon hızında azalma olur.ötektoid noktanın üzerinden demire azot difüzyonu yapılırsa (ferrit+ostenitsahasında) azot difüzyonu ile birlikte sürekli ferrit-ostenit dönüşmesi olur ve artarak devam eder.Bu durumda da Ac3 sıcaklığının üzerinde meydana gelen kırılgan tabaka oluşur.Bu nedenle nitrasyonun uygulanması yapıda ostenitin bulunamayacağı düşük sıcaklıklarda yapılır.Alaşımsız ve düşük alaşımlı çeliklerde 590 0 C nin altındaki difüzyon sıcaklıklarında yüksek sertlik değerlerine ulaşılır.Hatta 5300 C nin altındaki sıcaklıklar daha uygundur.Düşük nitrasyon sıcaklıklarının difüzyonun çok yavaş gerçekleşmesi problemi vardır.Diğer taraftan düşük sıcaklıkta nitrürlerin çökelmesi çok ince olur.Sert tabakadaki ince çökelmeler nitrasyon tabakasına yüksek sertlik verir.Difüzyon sıcaklığının düşüklüğü çökelen nitrürlerle azot difüzyonunu zorlaşması nedenlerinden dolayı eğer sementasyonda ulaşılan sertleşme derinliklerine ulaşılmak istenirse çok uzun nitrasyon süreleri gerekir.

5000 C nitrasyon sıcaklığında nüfuz derinliğinin zamana olan bağımlılığını göstermektedir.Daha yüksek sıcaklıkların kullanılmasıyla eşit zamanda daha fazla derinliğe ulaşılabilir.Ancak bu durumda sertlikte biraz azalma olur.Örneğin 20 saat nitrasyon süresinde 5000 C de 0,30 mm ve 5500 C de %50 daha büyük olarak 0,45mm deerinliğe ulaşılabilir.Ancak bu durumda sertlikte 100 ila 200 VSD kadar azalama olur.

550 0C den 570 0C ye çıkılırsa sertlik düşmesi kabul edilebilir durumda değildir.Ayrıca ferrit kafesinden ostenit kafesine dönüşme tehlikesi büyüktür.

Belirli bir sürede nüfuz derinliğine daha kısa sürede ulaşmak nitrasyonla ilgili araştırmalarda çok önemli yer tutar.Bu konuda sınırlı sayılabilecek te olsa bazı gelişmeler halen endüstrimizde de uygulanmaktadır.