气体氮化时间长表面粗糙，硬而脆不耐磨。气体渗氮的工件，表面通常会出现较厚（20um以上）的化合物层，这是由ε+γ′两相组成的不均匀混合物层，里层则为扩散层。因此，在化合物层内产生三向显微应力，若在此应力方向上再略加外力，就会产生微小裂纹，此裂纹逐渐扩展而使整个化合物层剥落。含铬、铝渗氮钢的化合物层很脆，气体渗氮后一般均要把它磨去后才能使用。而离子渗氮可以通过控制气氛中氮气和氢气的比例，可以获得5-30um厚的脆性较小的ε相单相层或0-8um厚的韧性γ′相单相层，也可以得到韧性更优的无化合物层而仅有扩散层的渗氮层，这样可以不需要磨削直接装机使用。
由于不锈钢表面钝化膜的阻碍，传统的气体氮化前必须做去钝处理，因工艺十分繁杂，且不易控制，效果也难保证。离子渗氮的溅射作用可有效地除去这层钝化膜，而无需做去钝处理，因此离子氮化工艺为不锈钢的表面强化提供了一条新的途径。
经离子渗氮的工件氮化层致密性好，硬度高，耐磨性、抗咬合性及抗蚀性等方面均优于气体渗氮。
