Nawęglanie to proces kontrolowanej dyfuzji węgla do powierzchni elementu, po którym następuje hartowanie i odpuszczanie mające na celu zwiększenie twardości powierzchni. Proces stosuje się przede wszystkim do stali niskowęglowych lub niskostopowych. Stosuje się dwa dostępne komercyjnie procesy nawęglania: nawęglanie próżniowe i konwencjonalne.
Podczas konwencjonalnego nawęglania stopy żelaza są podgrzewane do temperatury powyżej ich przemiany, a następnie są wystawiane na działanie atmosfery bogatej w węgiel. Zakres temperatur w trakcie nawęglania konwencjonalnego to typowo 1450°F – 1900°F (790°C – 1040°C). Dyfuzja węgla do części i następujące po niej hartowanie prowadzą do uzyskania części o twardej, odpornej na zużycie powierzchni i wytrzymałym rdzeniu odpornym na uderzenia.
Nawęglanie próżniowe to nowoczesny proces termiczny, w wyniku którego uzyskuje się nawęglanie pod bardzo niskim ciśnieniem. Na początku elementy są podgrzewane w próżni do temperatury powyżej temperatury transformacji stopu. Następnie są one wystawiane na gaz przenoszący węgiel lub mieszaniny gazowe pod częściowym ciśnieniem.
Niektóre z zastosowań:
Do nawęglania jest dostępnych wiele rodzajów stali węglowych i stali stopowych.