Цей метод полягає в тому, що заготовку поміщають у піч для азотування, попередньо розкачують піч до {{0}}~10-3 Торр (мм рт.ст.), а потім вводять газ N2 або N2 + H2 змішаного газу, налаштуйте піч на 1~10 торр, підключіть корпус печі до анода, підключіть заготовку до катода та пропустіть постійну напругу кілька сотень вольт між двома електродами. У цей час газ N2 в печі вироблятиме блискучий розряд з утворенням позитивних іонів, які рухаються до робочої поверхні. В одну мить напруга на катоді різко падає, змушуючи позитивні іони кидатися до поверхні катода на високій швидкості, перетворюючи кінетичну енергію в енергію газу, так що температура поверхні заготовки може бути підвищена. Через вплив іонів азоту Fe.CO та інші елементи на поверхню заготовки розбризкуються та поєднуються з іонами азоту, утворюючи FeN, так що нітрид заліза поступово адсорбується на заготовці для отримання азотування. Для іонного азотування в основному використовується азот, але якщо додається вуглеводневий газ, можна виконати іонне м’яке азотування, але воно зазвичай називається іонним азотуванням. Концентрація азоту на поверхні заготовки може змінити співвідношення парціального тиску змішаного газу (N2 + H2). Під час чистого іонного азотування однофазна структура r′ (Fe4N) на робочій поверхні містить 5.7-6.1% ваги N, а товщина знаходиться в межах 10 мкм. Цей складний шар міцний і міцний, але не пористий, і його нелегко відпасти. Оскільки нітрид заліза постійно адсорбується деталлю і дифундує всередину, структура від поверхні до внутрішньої частини змінюється в порядку FeN → Fe2N → Fe3N → Fe4N. Однофазний ε (Fe3N) містить 5.7-11.0% мас. N, а однофазний ξ (Fe2N) містить 11.0-11.35% мас. N. Спочатку іонне азотування генерує r-фазу, а потім додає систему вуглеводневого газу, щоб перетворити її на складний шар і дифузійний шар ε-фази. Збільшення дифузійного шару дуже сприяє збільшенню втомної міцності. Стійкість до корозії найкраща в ε-фазі.
