向钢的表面同时渗入碳和氮的化学热处理方法称为碳氮共渗，习惯上又将碳氮共渗称为氰化。目前广泛应用的是高温（790-920℃）气体碳氮共渗和低温（520-580℃）气体碳氮共渗。

与渗碳和渗氮相比，碳氮共渗热处理在工艺和渗层性能两方面均有其独特之处。高温气体碳氮共渗以渗碳为主，其主要目的是提高钢的强度、耐磨性和疲劳强度；低温气体碳氮共渗以渗氮为主，其主要目的是提高钢的耐磨性和抗咬合性。渗氮处理能得到高硬度表面，因而具有高的耐磨性，但缺点是渗氮时间太长，高硬度扩散层很浅，次层硬度下降太快，导致工件不能承受大的工作负荷。渗碳处理时，高硬度表层较深，次层硬度下降缓慢，能承受大的负荷，但缺点是渗碳温度高、时间长，变形大，且耐磨性和接触疲劳性能较低。碳氮共渗兼有两者的优点：（1）氮降低了A1温度，所以碳氮共渗温度较低，工件不易过热，渗后可直接淬火，变形较小；（2）渗入速度较快，可大大缩短工艺周期；（3）表层硬度较高，渗层较深，硬度、耐磨性和疲劳强度较高，且承载能力比渗氮时大大提高。碳氮共渗热处理并淬火、回火后的组织为含氮马氏体、碳氮化合物和残余奥氏体。深0.6～1.0mm的碳氮共渗层的强度、耐磨性与深1.0～1.5mm的渗碳层相当。

此外，氮的加入提高了过冷奥氏体的稳定性，故渗层淬透性较高。因此，碳氮共渗热处理正取代薄层渗碳，应用越来越广泛。