Stähle mit einem Kohlenstoffgehalt unter 0,2% sind nicht härtbar.

Oftmals ist es notwendig ein Stahl mit einem niedrigen Kohlenstoffgehalt auszuwählen um das Bearbeiten eines Bauteils zu ermöglichen, da der Kohlenstoff den Stahl spröde macht.

In den meisten Fällen reicht es aus, wenn Bauteile an Kontakt und Einsatzflächen harte Randschichten haben, somit wäre ein durchgehärtetes Werkstück unwirtschaftlich in der Herstellung. Eine Möglichkeit die Randschicht eines Bauteils oder Werkstücks zu härten stellt das Nitrieren da. Mit diesem Fertigungsverfahren erreicht man, je nach Behandlungszeit, eine harte Randschicht von ca. 10-30µm.

Beim Nitrieren wird Stickstoff in die Randschichten des Stahls eingebracht, aus diesem Grund wird das Nitrieren auch Aufsticken genannt.
Ein gängiges Nitrierverfahren ist das Plasmanitrieren, dabei wird in einer Teilvakuum Atmosphäre, durch Glimmentladungen, Stickstoff in die Randschicht eingebracht.
Das Teilvakuum dient dazu, ein Gas bereits bei geringen Temperaturen elektrisch Leitfähig zu machen.

Zwischen Werkstück (Kathode) und dem Nitrierbehälter (Anode) werden mehrere hundert Volt Spannung angelegt. Durch die hohe Spannung und die Stromdichte, die sich aus der Leitfähigkeit der verwendeten Gase ergibt, entstehen die sogenannten Glimmentladungen welche das Plasma in die oberen Schichten der Werkstückoberfläche bringen und diese mit Kohlenstoff anreichern. Nach dem Plasmanitrieren ist keine weitere Wärmebehandlung des Werkstückes z.B. Anlassen nötig.
Allerdings verklammern die Nitrierhärteschichten sich nur wenig mit dem Grundstoff im Gefüge, das hat zur Folge dass bei großer Flächenpressung die Nitrierhärteschicht abplatzen kann.

Das Plasmanitrieren von Stahl ist im Gegensatz zu anderen Nitrierverfahren wie z.B. dem Nitrocarbonieren sehr umweltfreundlich, da man einen geringen Verbrauch an dem Medium Gas hat und des Weiteren das Wasser, welches zum Kühlen der Anlage verwendet wird, nicht durch Fremdstoffe verunreinigt wird.