Nitriranje povećava površinsku tvrdoću čeličnih šipki, čineći ih otpornijima na plastičnu deformaciju pod udarnim opterećenjima. Stvrdnuti nitrirani sloj, koji se obično sastoji od nitrida kao što su nitridi željeza, pruža povećanu otpornost na površinsko trošenje i zamor. Ova poboljšana tvrdoća pomaže čeličnim šipkama da izdrže velike udarne sile, smanjujući vjerojatnost pucanja, rupa ili lomljenja na površini. Međutim, ako proces nitriranja nije dovoljno dubok, materijal jezgre još uvijek može biti osjetljiv na kvar pod ekstremnim udarnim opterećenjima, posebno ako se svojstva mase čelične šipke (kao što su žilavost i duktilnost) ne uzmu u obzir na odgovarajući način.
Nitriranje značajno poboljšava otpornost na zamor čeličnih šipki pod kontinuiranim ili cikličkim naprezanjem. Proces stvara sloj zaostalog tlačnog naprezanja na površini, koji pomaže u otpornosti nastanak i širenje pukotina pod ponavljajućim opterećenjem. Ovo je posebno korisno za primjene u kojima su čelične šipke izložene stalnom naprezanju ili vibracijama, kao što su osovine, zupčanici i opruge. Što je nitrirani sloj dublji, to je bolja sposobnost materijala da izdrži kontinuirani stres tijekom vremena bez oštećenja. Kombinacija površinske tvrdoće i raspodjele tlačnog naprezanja smanjuje rizik od kvara uslijed zamora, produžujući vijek trajanja čelične šipke u zahtjevnim primjenama.
U uvjetima udara i kontinuiranog opterećenja, nitriranje čeličnih šipki pokazati poboljšanu otpornost na habanje. Očvrsla površina stvorena postupkom nitriranja čini čelik manje sklonim degradaciji površine uslijed trenja, erozije ili abrazivnog trošenja. Ovo je osobito važno u primjenama kao što su valjaonice, automobilski dijelovi i teški strojevi gdje se čelične komponente troše visoko. Otpornost na habanje je povećana jer tretman nitriranjem stvara čvrst, izdržljiv sloj koji je otporan na gubitak materijala čak i pod uvjetima visokog opterećenja.
U primjenama koje uključuju dugotrajno opterećenje na povišenim temperaturama, nitriranje može pomoći u poboljšanju otpornosti na puzanje čeličnih šipki. Nitriranje povećava površinsku tvrdoću, što pomaže materijalu da se odupre deformaciji pod dugotrajnim stresom na visokim temperaturama. Dok nitriranje primarno utječe na površinski sloj, ono još uvijek može imati blagotvoran učinak na ukupnu izvedbu čeličnih šipki koje se koriste u okruženjima s visokim temperaturama gdje je deformacija puzanjem zabrinjavajuća.
Dok nitriranje poboljšava performanse pod različitim uvjetima opterećenja, odgovor čelika na promjene temperature tijekom opterećenja također je važan. Nitrirani sloj povećava sposobnost čelične šipke da izdrži povišene temperature bez značajne degradacije. Međutim, na vrlo visokim temperaturama nitridi mogu doživjeti promjene u mikrostrukturi koje mogu utjecati na čvrstoću i tvrdoću materijala. Čelične šipke koje su nitrirane do velikih dubina mogu zadržati bolje performanse na povišenim temperaturama u usporedbi s neobrađenim ili lagano nitriranim šipkama.
