Azotowanie – obróbka cieplno-chemiczna stopów żelaza polegająca na dyfuzyjnym nasyceniu powierzchni metalu azotem. W efekcie azotowania tworzy się warstwa wierzchnia, której struktura i skład fazowy zależy od temperatury, czasu, składu chemicznego przedmiotu i atmosfery. Azotowaniu poddaje się materiały o specjalnie dobranym składzie chemicznym. W przypadku stali, są to stale do azotowania. Zawierają dodatek pierwiastków azotkotwórczych Cr, V lub Mo. Azotowanie stosuje się w celu podwyższenia właściwości tribologicznych lub odporności na korozję.
Utworzona warstwa wierzchnia może poprawić następujące właściwości:
W przeciwieństwie do nawęglania, przy azotowaniu strefa powierzchniowa utwardza się bez dodatkowej obróbki cieplnej. Azotowaniu poddaje się stale uprzednio ulepszone cieplnie, gdzie temperatura odpuszczania powinna być nieznacznie wyższa niż temperatura samego azotowania.
Strukturę fazową azotowanej warstwy wierzchniej można odczytać z układu równowagi fazowej żelazo-azot. Fazami tworzącymi się w procesie azotowania są: