Proces nitridu zahŕňa difúziu dusíka do povrchu ocele a tvorí tvrdú vrstvu bohatú na dusík. Táto vrstva sa skladá z nitridov železa a iných nitridov, čo výrazne zvyšuje tvrdosť povrchu ocele. Výsledkom je bariéra odolná voči opotrebeniu, ktorá pomáha odolávať poškodeniu abrazívnym silám a kontaktným stresom, ktoré sú známymi prispievateľmi k zlyhaniu únavy. V prostrediach s vysokým stresom zabraňuje tvrdeného povrchu povrchový materiál, ktorý by inak vytvoril nezrovnalosti, ktoré slúžia ako iniciačné miesta pre trhliny. Schopnosť odolávať opotrebeniu povrchu priamo zlepšuje odolnosť v únave minimalizáciou potenciálu začatia trhlín v dôsledku degradácie povrchu.
Nitriding nielen zvyšuje tvrdosť, ale výrazne zlepšuje celkovú integritu povrchu ocele. Zavedením atómov dusíka sa povrch stáva rovnomernejším a hustejším, eliminuje alebo znižuje prítomnosť mikro-prasklín, pórovitosti a defektov povrchu. Povrchové nedostatky, ako sú jamy, škrabance alebo dutiny, môžu pôsobiť ako koncentrátory napätia počas opakovaných cyklov zaťaženia, čo vedie k predčasnej tvorbe trhlín. Vytvorením plynulejšieho a viac defektového povrchu, nitriding minimalizuje možnosť takýchto nedokonalostí, ktoré by inak mohli spôsobiť vytvorenie a šírenie prasklín. Táto vylepšená povrchová integrita, najmä v podmienkach s vysokým stresom, bráni začatiu trhlín, čo je nevyhnutné na udržanie trvanlivosti materiálu pri cyklickom zaťažení.
Jedným z najdôležitejších a najvýhodnejších účinkov nitridingu je tvorba zvyškových napätí v tlaku na povrchu ocele. Počas nitridingu ditrogén difúzuje do ocele, čo spôsobuje mierne rozšírenie povrchu, čo vytvára tlakové napätie. Tieto tlakové napätia sú veľmi prospešné, pretože pôsobia proti ťahovému napätiu, ktoré sú hlavnou príčinou začatia trhlín a šírenia kovov. V materiáloch, ktoré sa podrobujú cyklickému zaťaženiu, môžu ťahové napätia viesť k tvorbe mikrokrakov, ktoré môžu nakoniec rásť do väčších zlomenín. Zavedením tlakového napätia, nitriding zvyšuje odpor ocele voči začatiu trhlín a spôsobuje, že je menej náchylný k zlomeniu pri opakovanom zaťažení cyklov. Tento jav je obzvlášť cenný v komponentoch vystavených prostrediu s vysokým stresom, prostrediami náchylnými na únavu, ako sú automobilové časti, prevodové stupne alebo lopatky turbíny.
V neošetrenej oceli, akonáhle sa začne únavová trhlina, sa môže rýchlo šíriť materiálom, najmä za podmienok kolísajúcich alebo striedavých napätí. Keď sa však oceľové tyče podliehajú nitridingu, tvrdá nitridovaná vrstva významne znižuje rýchlosť, akou sa môžu praskliny šíriť. Tvrdený povrch a indukované zvyškové napätia v tlaku vytvárajú bariéru, ktorá odoláva rastu trhlín. Najmä nitridovaná vrstva bráni pokroku trhlín, ktoré sa môžu tvoriť v dôsledku únavy, spomaľuje ich rast a zvyšuje odolnosť materiálu voči katastrofickému zlyhaniu. Tvrdá, hustá povrchová vrstva poskytuje pridanú pevnosť a húževnatosť, ktorá pomáha predchádzať rozširovaniu prasklín, najmä za podmienok cyklického napätia. V dôsledku toho, nitridované oceľové tyče Zažite dlhšiu životnosť, dokonca aj vo veľmi náročných aplikáciách, kde únava je hlavným problémom.
Zatiaľ čo nitriding primárne posilňuje povrch zvýšenou tvrdosťou, zlepšuje tiež húževnatosť povrchu, čo je dôležitý faktor rezistencie na únavu. Húževnatosť povrchu sa týka schopnosti materiálu absorbovať energiu a odolávať iniciácii a šíreniu trhlín v strese. Proces nitridingu modifikuje mikroštruktúru ocele na povrchu, čím podporuje zvýšenie húževnatosti a pevnosti. Tento tvrdší povrch pomáha absorbovať energiu z nárazu alebo kolísavého zaťaženia, čo znižuje pravdepodobnosť začatia trhlín. V aplikáciách s vysokým stresom táto zvýšená húževnatosť zvyšuje schopnosť materiálu odolať opakovanému zaťaženiu bez toho, aby sa vyskytla zlomenina v počiatočnom štádiu alebo šírenie trhlín, ktorá sa môže vyskytnúť v neošetrenej oceli.
