Nawęglanie – zabieg cieplny polegający na dyfuzyjnym nasyceniu węglem warstwy powierzchniowej obrabianego materiału.

Nawęglaniu poddaje się stale niskowęglowe (do 0,25% zawartości węgla), by zmodyfikować własności warstwy wierzchniej materiału w dalszych fazach obróbki np. zwiększyć jej twardość, a co za tym idzie odporność na zużycie ścierne, przy równoczesnym pozostawieniu miękkiego, elastycznego rdzenia stali niskowęglowej. Zawartość węgla w strefie nawęglania wzrasta do 1–1,3%, a głębokość nawęglania wynosi najczęściej 0,5 do 2 mm.

W procesie nawęglania można wyodrębnić dwa etapy:
–> absorpcja, tj. pochłanianie węgla w postaci atomowej przez powierzchnię metalu
–> przenikanie węgla w głąb materiału

W warstwie nawęglanej można wyróżnić 3 strefy:
–> strefa nadeutektoidalna zawierająca perlit oraz węgliki żelaza, które w czasie nawęglania przechodzą w siatkę cementytu na granicy ziaren
–> strefa eutektoidalna zawierająca tylko perlit; grubość tej warstwy zależy od szybkości dyfuzji (im większa szybkość dyfuzji, tym większa grubość tej strefy)
–> strefa podeutektoidalna zawierająca perlit i ferryt

Piece hartownicze serii HK lub ICF pojemność 30 – 1100, temperatura do 1300 °C stosowane są ze skrzyniami do nawęglania proszkowego.

Opcjonalnie dostępne przedmuchiwanie gazem i dodatkowe doszczelnienie komory pieca. Umożliwia to pracę w atmosferze prawie obojętnej.