Để rút ngắn thời gian thấm nitơ và đảm bảo loại thép không bị hạn chế, hai quy trình thấm nitơ đã được phát triển dựa trên quy trình thấm nitơ ban đầu, đó là thấm nitơ mềm và thấm nitơ ion.
Thấm nitơ mềm về cơ bản là quá trình thấm cacbon ở nhiệt độ thấp dựa trên quá trình thấm nitơ. Trong khi các nguyên tử nitơ của thép xuyên qua thì một lượng nhỏ nguyên tử cacbon cũng xuyên qua. So với quá trình thấm nitơ khí thông thường, kết quả xử lý là độ cứng của lớp thấm nitơ cao hơn lớp nitơ. Nó có khả năng kháng hóa chất thấp và độ giòn thấp nên được gọi là thấm nitơ mềm.
Các phương pháp thấm nitơ mềm được chia thành ba loại: thấm nitơ mềm bằng khí, thấm nitơ mềm lỏng và thấm nitơ mềm rắn. Hiện nay, thấm nitơ mềm bằng khí được sử dụng rộng rãi trong sản xuất trong nước. Nitơ mềm khí là một quá trình đồng thâm nhập nitơ và carbon ở nhiệt độ thấp trong bầu không khí có chứa các nguyên tử nitơ và carbon hoạt động. Các môi trường đồng thâm nhập thường được sử dụng bao gồm urê, formamide, amoniac và trietanolamine, trải qua quá trình phân hủy nhiệt ở nhiệt độ thấm nitơ mềm. Phản ứng tạo ra các nguyên tử nitơ và carbon hoạt động. Các nguyên tử nitơ và carbon hoạt động được bề mặt phôi hấp thụ và xâm nhập vào bề mặt phôi thông qua quá trình khuếch tán, nhờ đó thu được lớp thấm nitro hóa chủ yếu bao gồm nitơ. Nhiệt độ thấm nitơ mềm của khí thường là 560-570 độ, vì độ cứng của lớp thấm nitơ là cao nhất ở nhiệt độ này. Thời gian thấm nitơ thường là 2-3 giờ, vì nếu vượt quá 2,5 giờ thì độ sâu của lớp thấm nitơ sẽ tăng rất chậm theo thời gian.
Ngoài ra, đặc điểm của công nghệ thấm nitơ mềm của lò thấm nitơ là sau khi thép trải qua quá trình xử lý thấm nitơ mềm sẽ tạo ra một lớp mỏng sáng trắng.
