Nitrasyonla yüzey sertleştirme işleminde, malzemenin yüzeyine difüzyon ile azot verilerek yüzey özellikleri değiştirilir.

Azotun atom çapı karbona göre küçük olduğu için malzemenin yüzeyine nüfuz etmesi daha kolay olur. Azotun yüzeye nüfuz etmesi yüksek sıcaklıklarda bazı çözeltilerde çok hızlı gerçekleşir fakat azot bağlarının dış çeperde toplanması yüzeyde kırılgan bir yapı oluşturur ve pul pul dökülmesine sebep olur. Yüzeyde kırılgan bir yapı oluşturmamak için ostenitin bulunmadığı düşük sıcaklıklarda yapılmalıdır.