Karbonitridointi on hiilen ja typen imeytymistä ja diffuusiota teräksen pintaan, jolloin teräksestä tulee kova pinta ja pehmeämpi ydin karkaisun jälkeen. Karbonitridointi on pintalämpökäsittely, eräänlainen kotelointikarkaisu, tavallisille vähähiilisille ja niukkaseosteisille teräksille ja valuraudoille, jolla saavutetaan kulumiskestävyys ja kohtalainen kantavuus.s
Tavallisilla hiiliteräksillä on havaittu, että kaasuhiilihiilihapotuksen käyttö rajoittuu pieniin poikkileikkauskokoihin, jos kotelo halutaan karkaista kokonaan öljykarkaisulla. Typen lisääminen (jota saadaan lisäämällä ammoniakkia sekä propaania uunin ilmakehään suljetussa sammutusuunissa ) lisää pintakarkaisevuutta, koska sekä hiilen että typen diffuusio mahdollistuu. Karbonitridointia voidaan siksi pitää syanidisuolakylpykarkaisun kaasumaisena vastineena. Normaalisti käytetään 820/910 °C:n lämpötilaa, ja 870 °C on optimaalinen lämpötila, jossa saavutetaan parhaat karkaisuolosuhteet useimmilla soveltuvilla teräksillä. Yleensä käytetään yksittäisiä sammutuskäsittelyjä, ja prosessia käytetään pääasiassa enintään 0,75 mm:n (0,030″) kotelointisyvyyksiin. Tavallisten hiiliterästen syvemmissä karaistuksissa on hyödyllistä hiiltää vain 930/950 °C:ssa, laskea uunin lämpötila 870 °C:seen ja saattaa prosessi loppuun hiiltämällä ja sen jälkeen öljykarkaisulla.
Karbonitriittilämpökäsittelyyn voidaan käyttää myös leijukerrosuunia. Tämä menetelmä soveltuu erityisen hyvin pienten komponenttien käsittelyyn ja sellaisten komponenttien käsittelyyn, joiden geometria olisi altis peittymiselle ja siihen liittyvälle epätasaiselle kovettumiselle, jos käytettäisiin suljettua sammutusmenetelmää. Syanidisuolakylpykäsittelyt on nykyään suurelta osin korvattu leijukerroskäsittelyillä, joihin ei liity syanidisuolakylpyjen toimintaan ja hävittämiseen liittyviä terveys-, turvallisuus- ja ympäristöriskejä.
Kuten kaikissa karkaisuprosesseissa, on hyvä käytäntö viimeistellä karkaisukäsittelyllä haurastumisen vähentämiseksi ja optimaalisen lujuuden aikaansaamiseksi. Riippumatta siitä, mitä karbonitridointimenetelmää käytetään, 150 °C:n karkaisulämpötila on yleensä sopiva.
Karbonitridointia ei pidä sekoittaa sen matalamman lämpötilan kumppaniin, nitrokarburointiin.