气体氮化系于1923年由德国af ry 所发表，将工件置于炉内，利nh3气直接输进500～550℃的氮化炉内，保持20～100小时，使nh3气分解为原子状态的（n）气与（h）气而进行渗氮处理，在使钢的表面产生耐磨、耐腐蚀之化合物层为主要目的，其厚度约为0.02～0.02m/m，其性质极硬hv 1000～1200，又极脆，nh3之分解率视流量的大小与温度的高低而有所改变，流量愈大则分解度愈低，流量愈小则分解率愈高，温度愈高分解率愈高，温度愈低分解率亦愈低，nh3气在570℃时经热分解如下：
nh3 →〔n〕fe + 3/2 h2
一：经分解出来的n，随而扩散进入钢的表面形成。相的fe2 - 3n气体渗氮，一般缺点为硬化层薄而氮化处理时间长。
气体氮化因分解nh3进行渗氮效率低，故一般均固定选用适用于氮化之钢种，如含有al，cr，mo等氮化元素，否则氮化几无法进行，一般使用有jis、sacm1新jis、sacm645及skd61以强韧化处理又称调质因al，cr，mo等皆为提高变态点温度之元素，故淬火温度高，回火温度亦较普通之构造用合金钢高，此乃在氮化温度长时间加热之间，发生回火脆性，故预先施以调质强韧化处理。
二：h3气体氮化，因为时间长表面粗糙，硬而较脆不易研磨，而且时间长不经济，用于塑胶射出形机的送料管及螺旋杆的氮化。