渗氮用于提高铸铁的表面硬度、耐磨性、疲劳强度、抗弯强度和耐蚀性，并明显地改善球墨铸铁的滑动和跑合性能。对球墨铸铁、特殊含铝渗氮铸铁及某些高合金铸铁采用离子渗氮有很好的强化效果。灰口铸铁、白口铸铁、可锻铸铁以及一般含铬和镍（不含铝）的铸铁渗氮后硬度提高不多，但耐磨性有显著提高。与钢相比，由于铸铁含碳量和含硅量高，它们阻碍氮原子的扩散，渗氮层较浅。但硅能与氮反应生成极硬的硅氮化合物Si₃N₄（HV1000左右），因此增强了铸铁的渗氮强化效果。为进一步提高铸铁的耐磨性，经常采用离子氮碳共渗和气体氮碳共渗处理。         铸铁的离子渗氮温度一般比合金钢高30-50℃，即在550-570℃左右。渗氮时间则根据零件对渗层深度的不同要求，从几小时到十几小时不等。在只要求耐磨性时，渗氮时间可以短些。在要求抗弯强度和疲劳强度时，渗氮深度的选择最少与最大石墨片的大小相适应。
        铸铁渗氮后，渗氮层由表层白色的氮化物层和次层黑色扩散层组成。ε相是碳氮化合物。氮势增加，化合物层硬度、厚度均明显增加。而扩散层深度则随渗氮温度、时间的增加而增厚，氮势对其影响较小。