Amoniak dozowany jest w zakresie temperatury od 400 do 700 °C. Taki zakres temperaturowy optymalny jest zarówno ze względu na ograniczenie ilości austenitu szczątkowego, jak również pod kątem ekonomicznym, gdyż dozowanie odbywa się w etapie nagrzewania, więc nie powoduje wydłużenia łącznego czasu procesu. Powstały (z katalitycznego rozpadu amoniaku) azot nasycając warstwę wierzchnią stali powoduje najpierw rozdrobnienie ziarna, a następnie ograniczenie rozrostu ziaren austenitu w temperaturze nawęglania. Wpływ na ograniczenie rozrostu ziaren mają nanowydzielenia w postaci azotków i węglikoazotków dodatków stopowych, które stanowią heterogeniczne zarodki ziaren tworzącego się austenitu oraz barierę dla ich rozrostu.

Ilość zaabsorbowanego azotu w warstwie wierzchniej podczas fazy przedazotowania jest stosunkowo niewielka natomiast głębokość jego wnikania jest porównywalna z grubością warstwy nawęglonej, co powoduje iż ograniczenie rozrostu ziaren austenitu występuje w całej warstwie nawęglonej. Ilość ta jest wystarczająca do utworzenia się odpowiedniej liczby nanowydzieleń w całym obszarze nawęglonym, z drugiej strony taka ilość azotu nie powoduje stabilizacji austenitu, a tym samym nie zwiększa ilości austenitu szczątkowego w warstwie wierzchniej, nie obniżając własności mechanicznych tej warstwy. Potwierdzają to zrealizowane badania porównawcze m.in. wytrzymałości zmęczeniowej i odporności na pitting.