与碳氮共渗处理不同的是，氮碳共渗处理温度低，在铁素体相区温度范围，通常温度为570～600℃（1060～1110℉）。因为氮碳共渗不发生相变，显著减小了山东20号精密管的变形。

在氮碳共渗处理过程中，氮通过扩散，以高浓度渗入工件表面，在表层形成一层薄ε氮化物层，提高了工件的表面硬度和耐磨性能。两种粉末冶金钢，采用氮碳共渗工艺处理，有效地改善了山东20号精密管疲劳强度。

通常，在传统的整体淬火气氛炉中，采用50∶50吸热气体和无水氨的混合气氛，可进行氮碳共渗处理。与其他20号高精密钢管处理工艺一样，氮化层厚度取决于山东20号精密管的密度。如形成的氮化层能在孔隙内表面达到一定程度，则会出现体积膨胀。

出于这个原因考虑，粉末冶金山东20号精密管的密度应大于90%以上。与传统淬火处理强化相比，氮碳共渗氮化层能降低摩擦因数，提高耐磨性能。采用氮碳共渗处理工艺，尤其适用于制备用于滑动磨损和微动磨损服役条件的山东20号精密管。

氮碳共渗形成的氮化层硬度高，但硬化层相对较薄，因此该工艺不适合用于生产在服役中有深压痕或受冲击荷载的山东20号精密管。根据山东20号精密钢管中的合金元素含量，形成的ε氮化物层硬度可达到或超过60HRC。

不推荐采用显微硬度对采用该工艺的粉末冶金钢性能好坏进行评定。因为该工艺中基体组织没有发生相变，粉末冶金工件可采用空冷而不会降低表面硬度。此外，孔隙也不会出现油的残留。但如自润滑轴套希望孔隙储油，可对山东20号精密管进行浸油处理。

渗氮可以采用碱盐、气体和等离子体方法，对粉末冶金20号小口径精密管零件进行渗氮处理，但气体渗氮工艺最为常见。对有些山东20号精密管来说，如山东20号精密管在服役中一直浸在油中，残留在孔隙中盐不会对工件造成危害，还可以提高疲劳强度。

在这种情况下，则可以采用碱盐进行渗氮处理。通常气体渗氮是在氨和含氮氨气氛中进行。在450℃（840℉）到950℃（1740℉）温度范围，氨发生分解，都可以进行20号精密管现货的渗氮。

然而，气体渗氮温度通常在低于590℃（1095℉）下进行，当温度高于该温度，导致完全形成氮化铁。在540～560℃（1005～1040℉）温度范围，山东20号精密管渗氮层深度能达到0·5～1mm（0·02～0·04in）。