Diffusionsschichten werden durch Reaktion der Bauteiloberflächen mit einem diffusionsfähigen Element in der Gasphase, im Pulver oder im schmelzflüssigen Bad verbunden mit der Diffusion des eingebrachten Elementes in den Grundwerkstoff gebildet, d. h. mit einer Änderung der Zusammensetzung durch Legierungsbildung. Das Beschichten erfolgt zur Beschleunigung der Diffusion bei relativ hohen Temperaturen, so dass gegebenenfalls mit thermisch bedingten Veränderungen des zu beschichtenden Werkstoffes gerechnet werden muss. Zu den Diffusionsverfahren zählen z. B. → Einsatzhärten, → Nitrieren, → Carbonitrieren, → Borieren, → Silicieren, → Alitieren, → Inchromieren und → Sherardisieren.
In Flugzeugtriebwerken werden z. B. Turbinenschaufeln durch → Alitieren gegen Heißgaskorrosion geschützt. Die Oberfläche von Kompressorleit- und -laufschaufeln, die bei Be- triebsTemperaturen über 300 °C arbeiten, wird mit Galvanisch abgeschiedenen Nickel–Cadmium-Diffusionsschichten versehen. Sie werden durch Abscheidung von 5 bis 10 µm Nickel und darauf 5 µm Cadmium erzeugt; anschließend wird bei 330 °C diffusionswärmebehandelt. Es bilden sich mehrere intermetallische Diffusionszonen, die als Barriere gegen heiße korrosive Medien wirken. Derartige Schichten sind bis 500 °C einsetzbar. Neuentwicklungen (Nickel-Zink) sollen sogar bis 600 °C belastbar sein und gleichzeitig optimalen Schutz gegen Erosion und Heißgaskorrosion bieten: