Проведен анализ диффузионных слоев, формирующихся в процессе азотирования в тлеющем разряде мартенситной стали 25Х13Н2, полученной методом прямого лазерного выращивания (ПЛВ). Показано, что за 24 часа при температуре 540 °С в образце, полученном методом ПЛВ, формируется слой 140 - 160 мкм, в 2 раза больше слоя, сформированного в том же процессе азотирования, на образце стали 25Х13Н2, полученном прокаткой с последующим улучшением. Методом рентгеновского фазового анализа выявлены упрочняющие фазы в азотированных слоях: γ′- и CrN нитриды. Установлено, что толщина азотированного слоя изменяется слабо, даже при проведении дополнительного высокого отпуска после процесса ПЛВ.