真空渗氮是使用真空炉对钢铁零件进行整体加热、充入少量气体，在低压状态下产生活性氮原子渗入并向钢中扩散而实现硬化的；而离子渗氮是靠晖光放电产生的活性N离子轰击并仅加热钢铁零件表面，发生化学反应生成核化物实现硬化的。
真空渗氮时，将真空炉排气至较高真空度0.133Pa（1×10-3Torr）后，将工件升至，530～560℃，同时送入氨气或NH3 CXHY N2O复合气体，并对各种气体的送入量进行控制，炉压控制在0.667Pa（5Torr），低压状态能加快工件表面的气体交换,活跃的N元素(或N,C)来自化学反应及NH3(或在处理温度500-570℃NH3和CXHY的裂解),保温3～5h后，用炉内惰性气体进行快速冷却。不同的材质，经此处理后可得到渗层深为20～80μm、硬度为600～1500HV的硬化层。
扩散阶段：
1、井式炉强渗阶段的渗速可以按0.15~0.25mm/h估算，低碳钢取下限，铬钼钢取上限，根据外试棒层深和表面碳的质量分数值，确定是否可以进入扩散阶段和扩散时的渗剂滴量。对于不需要扩散的工件，可以开始降温。
2、扩散时，渗碳气减少，保护气量增多，扩散时间原则上是强渗时间的1/3~1/4、碳钢是1/4~1/5左右，但具体情况具体分析。
3、扩散期炉压一般控制在50~100Pa。
4、炉气碳势略高于技术要求规定的表面碳浓度（质量分数）值的下限值。
气体渗碳是将模板置于含碳原子的气体介质中，在一定温度下保温一段时间，使碳原子渗入模板表面，以改变钢表面（模板表面）的化学成分、***和性能。气体渗碳工艺包括分解、吸收和扩散三个过程。渗碳时，首先是钢表面与气体介质相互作用，在气相和金属表面吸收活性碳原子，同时依靠原子的扩散速度及其形式向金属内部扩散，扩散速度的大小取决于浓度的差别和原子的热运动。随着吸收增加和扩散的深入，模板表面达到过共析和共析成分的含碳量，随后将模板进行淬火和低温回火，可在模板表面获得高硬度、高强度和高耐磨性的渗碳层。
