Karbonitrering er absorption og diffusion af kulstof og nitrogen ind i overfladen af stål for at give en hård overflade og en blødere kerne efter hærdning ved bratkøling . Karbonitrering er en overfladevarmebehandling, en form for overfladehærdning , til almindeligt lavkulstof- og lavlegeret stål samt støbejern , som giver slidstyrke og moderat bæreevne.
Det har vist sig, at brugen af gaskarburering med uforarbejdede kulstofstål er begrænset til små sektionsstørrelser, hvis beklædningen skal hærdes fuldstændigt ved olieblødkøling. Tilsætning af nitrogen (ved at tilsætte ammoniak såvel som propan til ovnatmosfæren i en lukket blødkøleovn) øger overfladehærdbarheden ved at tillade diffusion af både kulstof og nitrogen. Karbonitrering kan derfor betragtes som en gasformig ækvivalent til cyanidsaltbadshærdning . Det normale temperaturområde er 820/910 °C, hvor 870 °C er den optimale temperatur for de bedste beklædningshærdningsforhold med de fleste egnede ståltyper. Enkeltblødkøling anvendes generelt, og processen anvendes hovedsageligt til beklædningsdybder på op til 0,75 mm (0,030 tommer). For dybere beklædninger i uforarbejdede kulstofstål er det nyttigt kun at karburere ved 930/950 °C og derefter reducere ovntemperaturen til 870 °C og fuldføre processen ved karbonitrering efterfulgt af olieblødkøling.
Fluid bed -ovne kan også anvendes til at udføre karbonitreringsvarmebehandling. Denne metode er særligt velegnet til behandling af små komponenter og dem, hvis geometri ville være tilbøjelig til maskering og deraf følgende ujævn hærdning, hvis den forseglede kølemetode skulle anvendes. Cyanid-saltbadbehandlinger er nu i vid udstrækning blevet erstattet af fluid bed-behandlinger, som ikke har de sundheds-, sikkerheds- og miljømæssige risici, der er forbundet med de driftsmæssige og bortskaffelsesaspekter, der er forbundet med cyanid-saltbade.
Som med alle hærdningsprocesser er det god praksis at afslutte med en anløbningsbehandling for at reducere sprødhed og give optimal styrke . Uanset hvilken karbonitreringsmetode der anvendes, er en anløbningstemperatur på 150 °C generelt passende.
Karbonitrering bør ikke forveksles med dens lavere temperaturpartner, nitrokarburering .