Азотирование стали происходит в несколько этапов: 1

1. Предварительная термообработка (закаливание металла и высокий отпуск). 1 На этой стадии перестраивается атомная решётка материала, он приобретает вязкость, а после упрочняется в результате охлаждения. 4
2. Механическая обработка. 4 Заготовка доводится до необходимой геометрической формы и нужных размеров. 4
3. Защита отдельных участков изделия. 4 На них наносится олово или жидкое стекло тонким слоем до 0,015 мм, образующее защитную плёнку. 4
4. Непосредственно азотирование. 1 Изделия размещаются в специальном герметичном муфеле, который устанавливается в печь, разогреваемую в пределах 500–600 °C. 1 В ёмкость подаётся аммиак, разлагающийся на атомарный азот и углеродные соединения под влиянием повышенной температуры. 1 Азотные компоненты проникают в структуру стального сплава, образовывая нитриды, которые отличаются повышенной твёрдостью. 1
5. Закрепление результата и предотвращение окисления. 1 Заготовка охлаждается, не вынимая её из печи. 1 В результате образуется слой нитридов 0,3–0,6 мм. 1 Дополнительное обрабатывание поверхности не предусматривается. 1

Также существует ионно-плазменный способ азотирования. 1 Процесс происходит в тлеющем разряде: изделие, подвергающееся обработке, подключается к катоду (электрод с отрицательным значением). 1 В качестве анода используется муфель — ёмкость, в которой размещается деталь. 1 Первая стадия предполагает очищение поверхности путём катодного распыления, а вторая — непосредственно насыщение слоя нитридами. 1