Plinsko nitriranje je objavil AF ry v Nemčiji leta 1923. Obdelovanec se postavi v peč in plin NH3 se neposredno uvede v nitrirno peč pri 500-550 stopinjah za 20-100 ur, da se plin NH3 razgradi na atomske ( N) plin in (H) plin za obdelavo z nitriranjem. Glavni namen je izdelava na obrabo in korozijo odporne spojine na površini jekla. Njegova debelina je približno 0.02-0.02 m/m. Njegove lastnosti so izjemno trde Hv 1000-1200 in izjemno krhke. Hitrost razgradnje NH3 je odvisna od hitrosti pretoka in temperature. Večji kot je pretok, nižja je stopnja razgradnje, manjši je pretok, višja je stopnja razgradnje, višja je temperatura, višja je stopnja razgradnje, in nižja je temperatura, nižja je stopnja razgradnje. Plin NH3 se toplotno razgradi pri 570 stopinjah, kot sledi: NH3 →〔N〕Fe + 3/2 H2
Plinsko nitriranje ima nizek izkoristek nitriranja zaradi razgradnje NH3, zato se na splošno izbere jeklo, ki je primerno za nitriranje, kot je jeklo, ki vsebuje nitrirne elemente, kot so Al, Cr in Mo, sicer je nitriranje težko izvesti. Na splošno se JIS, SACM1, novi JIS, SACM645 in SKD61 uporabljajo za utrjevanje, znano tudi kot kaljenje in popuščanje. Ker so Al, Cr, Mo itd. elementi, ki zvišajo temperaturo transformacijske točke, je temperatura kaljenja visoka, temperatura kaljenja pa je tudi višja kot pri navadnem konstrukcijskem legiranem jeklu. To je zato, ker med dolgotrajnim segrevanjem pri temperaturi nitriranja pride do krhkosti, zato se kaljenje in utrjevanje izvede vnaprej. Nitriranje s plinom NH3 je zaradi dolgega časa površina hrapava, trda in krhka, zato je ni enostavno brusiti. Prav tako ni ekonomično zaradi dolge dobe. Uporablja se za nitriranje dovodne cevi in vijačne palice stroja za brizganje plastike.
