Hiiletyskarkaisussa valmis koneenosa lämpökäsitellään hiiltä luovuttavassa väliaineessa, tyypillisesti 850–950 °C:n lämpötilassa. Käsittely lisää kappaleen pintakerroksen hiilipitoisuutta. Hiiletyspinta on yleisimmin 0,5–1,0 mm:n paksuinen, mutta se voi olla paksumpikin. Hiiletyksen jälkeen kappale sammutetaan nopeasti, jolloin kappaleen kovuus kasvaa. Sammutuksessa hiiletyspinta muuttuu martensiitiksi, jonka kovuuden määrää kerroksen hiilipitoisuus. Lopputuloksena on kappale, jolla on kova pinta ja pehmeämpi sisusta. Tyypillisiä hiiletysteräksestä valmistettavia komponentteja ovat vaihteistohammaspyörät.
