Este un tratament termic superficial aplicat oțelului, caracterizat printr-o difuzie termochimică la suprafața piesei. Constă în adăugarea simultană de carbon și azot.
Constă în păstrarea pieselor la o anumită temperatură într-un mediu lichid sau gazos bogat în carbon și azot. Mici cantități de carbon și azot se pot împrăștia în oțelul menținut într-o baie de nitrurare de cianuri-cianați și într-o baie de cementare de cianuri-cloruri.
Carbonitrurarea se poate realiza la temperatură scăzută (sub A1 ~ 700ºC) sau la temperatură înaltă (sub A3~ 730-900ºC).
Stratul carbonitrurat conferă duritate ridicată, rezistență la uzură și rezistență la oboseală. Se îmbunătățesc condițiile de frecare prin reducerea aderenței și îmbunătățirea rezistenței la coroziune.
Fiind vorba de un tratament realizat la temperatură mai scăzută decât cementarea (datorită efectului gamagen al azotului), deformările piesei sunt minore.