Beim Aufkohlen wird die Oberfläche eines kohlenstoffarmen Einsatzstahles mit Kohlenstoff angereichert (Temperatur: 880-940° C). Beim anschließenden Abschrecken von der Härtetemperatur im Öl- oder Warmbad entsteht ein dem jeweiligen Kohlenstoffgehalt entsprechendes Härteprofil.

Das Aufkohlen ist ein Diffusionsvorgang und dauert je nach geforderter Einsatzhärtetiefe (Eht) mehrere Stunden. Im Anschluss an das Aufkohlen werden die Werkstoffe abgeschreckt und die martensitische Randzone erzeugt. Wie beim konventionellen Härten muss nach dem Einsatzhärten angelassen werden. Das Ergebnis der Behandlung ist eine Kombination aus harter Randschicht und zähem Kern.

Eine Abwandlung des Einsatzhärtens ist das Carbonitrieren.

Für das Aufkohlen kommen Kammeröfen oder Topfofenanlagen und Durchlaufanlagen zum Einsatz. Der Prozess wird in der Regel vollautomatisch gesteuert und entsprechend der Zielvorgaben wie Einsatzhärtetiefe, Rand-C-Gehalt usw. geregelt.