Stal niskowęglowa, którą poddaje się nawęglaniu, ma temperaturę przemiany A3 właśnie w okolicach 900 °C. Czas prowadzenia procesu Azotowanie jest procesem długotrwałym; trwa od 10 do 100 godzin. 8–12 h Warstwy w przypadku azotowania: na stalach konstrukcyjnych węglowych wyższej jakości od 0,010 do 0,050 mm, na stalach niskostopowych od 0,05 do 0,30 mm. W przypadku nawęglania uzyskiwane warstwy są grubości 0,5–2 mm Grubość warstwy 0,01 mm–0,30 mm 0,5–2 mm Warstwa nie musi być gruba, gdyż stale poddawane azotowaniu są już wysokiej jakości. Warstwa nakładana ma poprawić twardość powierzchni i odporność na ścieranie. Stale poddawane nawęglaniu nie mają wysokich własności wytrzymałościowych, warstwa nawęglona, która jest zdecydowanie twardsza od rdzenia, przejmuje całe obciążenie, co wymaga odpowiedniej jej grubości. Stale nawęglane mają plastyczny rdzeń, zdolny do przenoszenia naprężeń dynamicznych i twardą, odporną na ścieranie powłokę zewnętrzną. Kolejność procesu technologicznego Azotowaniu poddaje się stale uprzednio ulepszone cieplnie, gdzie temperatura odpuszczania powinna być wyższa niż temperatura azotowania. Procesowi nawęglania poddaje się stale przed ulepszaniem cieplnym. Zastosowanie azotowania przed obróbką cieplną, mogłoby powodować pękanie w czasie hartowania w wyniku naprężeń.