Plinsko nitriranje objavio je AF ry u Njemačkoj 1923. Izradak se stavlja u peć i plin NH3 izravno se uvodi u peć za nitriranje na 500-550 stupnjeva tijekom 20-100 sati kako bi se plin NH3 razgradio u atomske ( N) plin i (H) plin za obradu nitriranjem. Glavna svrha je proizvesti sloj spoja otporan na habanje i koroziju na površini čelika. Debljina mu je oko 0.02-0.02 m/m. Njegova svojstva su izuzetno tvrda Hv 1000-1200 i izuzetno krta. Brzina razgradnje NH3 varira ovisno o brzini protoka i temperaturi. Što je veća brzina protoka, to je niži stupanj razgradnje, što je manja brzina protoka, to je veća stopa razgradnje, što je viša temperatura, to je veća stopa razgradnje, a što je niža temperatura, to je niža stopa razgradnje. Plin NH3 termički se razgrađuje na 570 stupnjeva kako slijedi: NH3 →〔N〕Fe + 3/2 H2
Plinsko nitriranje ima nisku učinkovitost nitriranja zbog razgradnje NH3, pa se općenito odabire čelik pogodan za nitriranje, kao što je čelik koji sadrži elemente nitriranja kao što su Al, Cr i Mo, inače se nitriranje teško može provesti. Općenito, JIS, SACM1, novi JIS, SACM645 i SKD61 koriste se za tretman kaljenja, također poznat kao kaljenje i kaljenje. Budući da su Al, Cr, Mo, itd. elementi koji povećavaju temperaturu točke transformacije, temperatura kaljenja je visoka, a temperatura kaljenja je također viša nego kod običnog konstrukcijskog legiranog čelika. To je zato što se tijekom dugotrajnog zagrijavanja na temperaturi nitriranja javlja otpuštena krtost, pa se prethodno primjenjuje kaljenje i kaljenje. Nitriranje plinom NH3, zbog dugog vremena, površina je hrapava, tvrda i lomljiva i nije je lako brusiti. Također nije ekonomičan zbog dugog vremena. Koristi se za nitriranje dovodne cijevi i vijka stroja za brizganje plastike.
