以滲碳為主同時滲入氮的化學熱處理工藝。它在一定程度上克服了滲氮層硬度雖高但滲層較淺，而滲碳層雖硬化深度大，但表面硬度較低的缺點。

應用較廣泛的只有氣體法和鹽浴法。氣體碳氮共滲介質是滲碳劑和滲氮劑的混合氣，例如滴煤油(或乙醇、丙酮)、通氨；吸熱或放熱型氣體中酌加高碳勢富化氣並通 氨；三乙醇胺或溶入尿素的醇連續滴注。[C]、[N]原子的產生機制除與滲碳、滲氮相同外，還有共滲劑之間的合成和分解：
CO+NH3?HCN+H2O
CH4+NH3?HCN+3H2
2HCN?2[C]+2[N]+H2

碳氮共滲並淬火、回火後的組織為含氮馬氏體、碳氮化合物和殘餘奧氏體。深0.6～1.0mm的碳氮共滲層的強度、耐磨性與深1.0～1.5mm的滲碳層相當。為減少變形，中等載荷齒輪等可用低於870℃的碳氮共滲代替930℃進行的滲碳。

隨著稀土催滲(碳稀土共滲)和可部分取代淺層滲碳與碳氮共滲的氮碳共滲或硫氮碳共滲，碳氮共滲的應用面有變窄趨勢。

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