碳氮共渗处理的共渗温度提高则碳含量提高，氮含量降低；共渗温度降低则碳含量降低，氮含量提高，共渗层中碳含量在0.7%～1.0%，氮含量在0. 15%～0.5%，多用于低碳钢、中碳钢和合金钢等，渗剂有固体、气体和盐浴三种。碳氮共渗后进行淬火+低温回火处理，回火后的表层组织为含氮马氏体+残余奥氏体+少量碳氮化合物，心部为低碳马氏体或中碳回火马氏体。

经过碳氮共渗处理，在确保工件内部高韧性的前提下，提高了表面硬度、耐磨性和疲劳强度，同时氮降低了奥氏体的形成温度，故工件可在较低的温度下实现共渗；且工件共渗后可直接淬火、不易出现过热，工件的变形小；提高渗层的淬透性，可在缓和的介质中淬火处理；渗速快，作业周期短。

与其相比，渗碳后的钢铁零件表面获得了0. 8%以上的含碳量，渗碳温度在900～940℃，渗碳时间一般在3～6h左右，采用煤油作渗剂，同时添加甲醇为稀释剂，可使渗碳零件心部有一定的强度和韧性的前提下，工件表面的硬度、耐磨性和疲劳强度等得到提高，从而获得优良的综合力学性能。

从二者的热处理工艺来看，二者均具有提高渗层的强度、硬度、耐磨性和疲劳强度的效果。由于渗碳的温度比碳氮共渗高，故工件的变形量和淬火后的变形大，渗碳周期长，能耗大，不利于降低热处理成本。

另外在表面的含碳量相同时，碳氮共渗层的耐磨性和疲劳强度均高于渗碳层，因此在能满足工件工作要求的前提下，目前有些工件采用碳氮共渗来部分取代渗碳工艺是可行的，多用于处理汽车和机床的齿轮、蜗杆轴类零件等。