Polega na nasycaniu warstwy powierzchniowej stali węglem podczas
wygrzewania obrabianego przedmiotu w ciągu określonego czasu
w ośrodku zawierającym węgiel atomowy. Najczęściej odbywa się w
temperaturach 900-950 °C.
W wyniku tego procesu uzyskuje się twardą (60-64 HRC), odporną na ścieranie warstwę powierzchniową przy zachowaniu ciągliwego rdzenia.
Sposób przeprowadzenia nawęglania:
Nawęglanie może być prowadzone np. w ośrodkach stałych (obecnie praktycznie nie stosowane) proces odbywa się w proszku węgla drzewnego z solami zwiększającymi intensywność nawęglania np. węglan sodu (Na2CO3), potasu (K2CO3).
Warstwa otrzymana po nawęglaniu i ochłodzeniu na powietrzu nie jest zbyt twarda i wynosi ok. 250-300 HB dlatego w celu podniesienia twardości przeprowadza się dalszą obróbkę cieplną polegającą na hartowaniu i odpuszczaniu.
Nawęglanie bez następnego hartowania i odpuszczania jest błędem technologicznym.