Powierzchnia materiału obrabianego musi być nawęglona przed obróbką cieplną, gdyż przy zawartości węgla poniżej 0,25% stal nie zahartowałaby się powierzchniowo. Hartowanie Hartowanie jak w przypadku stali stopowej. Podwójne hartowanie w innych temperaturach przemiany austenitycznej Fakt występowania azotowania po obróbce cieplnej nie wymusza specjalnych warunków hartowania. Po nawęglaniu następuje studzenie do temperatury otoczenia, gdyż nie można hartować stali bezpośrednio na nawęglaniu z powodu gruboziarnistej struktury powierzchni stali uzyskanej w trakcie nawęglania. Po studzeniu odbywają się dwa hartowania. Pierwsze rozpoczyna się po austenityzowaniu w temperaturze 30–50 °C powyżej A3 dla rdzenia (niższe stężenie węgla, wyższa temperatura A3). Pierwsze hartowanie nosi znamiona wyżarzania normalizującego. Drugie rozpoczyna się po austenityzowaniu w temperaturze 30–50 °C powyżej A1,3 dla nawęglonej powierzchni (temperatura niższa niż w pierwszym). Ma to na celu zmniejszenie wielkości ziarna w stali, które nadmiernie się rozrosło podczas nawęglania. Odpuszczanie Wysokie Niskie Wysokie odpuszczanie jest konieczne do wywołania efektu tzw. twardości wtórnej po azotowaniu.