為了提高曲軸的表面硬度，獲得良好的耐磨性、疲勞強度和高的耐腐蝕性，通常大功率柴油機曲軸采用離子滲氮（或氣體滲氮），它具有滲層厚、時間長、設備復雜等特點。作為汽車和拖拉機用曲軸一般采用鐵素體氮碳共滲，其特點為滲層薄、摩擦系數小，因此提高了曲軸的抗咬和擦傷能力、疲勞強度獲得高的耐磨性等。其工藝特點為溫度低、時間短、化學處理后變形小、節能等，因此大部分曲軸普遍采用該工藝。其技術要求為滲層滲層≥0.10mm，硬度≥420(HV0.1)，脆性≤2級。

目前氮碳共滲有液體、氣體和固體三種，液體氮碳共滲具有時間短、滲速快、質量穩定等特點，國內某柴油機廠對曲軸進行液體氮碳共滲，采用德固薩氮化鹽(TF1)和氧化鹽(AB1)處理曲軸效果不錯，國內大部分曲軸制造廠則采用國產氮碳共滲基鹽（TJ-2）和氧化鹽( Y-1)對曲軸進行化學熱處理，液體氮化后的鹽浴有輕微毒性，會造成環境的污染，故需要進行中和處理。而采用含氧氣氛的氣體氮碳共滲，則可避免出現環境污染問題。