Metoda de carburare cu gaz în vid se referă la plasarea piesei de prelucrat într-o atmosferă de cementare sub un mediu de vid, menținând-o pentru o perioadă de timp. La temperaturi ridicate, gazul de cementare se descompune pentru a produce atomi de carbon activ, care difuzează pe suprafața materialului pentru a forma un strat modificat. Compuși precum TiC se formează pe suprafața aliajului de titan TC21 și nu sunt detectate faze care conțin hidrogen-în stratul compus. S-a constatat, de asemenea, că duritatea suprafeței aliajului de titan TC21 a crescut de 2,7 ori în comparație cu substratul, iar mecanismul de uzură s-a schimbat de la uzura adezivă între bilele pe bază de Ti/Ti la uzura abrazivă și uzura prin despicare între bilele pe bază de Ti-/TiC, îmbunătățind semnificativ rezistența aliajului de titan.' După un tratament de carburare treptat cu gaz în vid pe aliajul de titan Ti6Al4V, la suprafață s-a format un strat ceramic microporos TiC, cu o valoare a microdurității care ajunge la 778 HV, de aproximativ 2,3 ori mai mare decât substratul. Faza ceramică TiC are o structură fină, aparține unei faze de duritate ridicată, care poate îmbunătăți rezistența suprafeței și rezistența la forfecare a aliajului de titan, poate reduce semnificativ rata de uzură volumetrică a materialului și poate îmbunătăți performanța tribologică a aliajului. După cementare, performanța sa la coroziune electrochimică scade ușor, dar rămâne un material rezistent la coroziune-, fără a-i afecta utilizarea. Microstructura stratului ceramic de pe suprafața aliajului de titan Ti6Al4V este prezentată în Figura 1.
Cementarea cu plasmă implică utilizarea bombardării ionice asupra gazului de cementare, determinând descompunerea atmosferei de cementare și producerea de atomi de carbon activ. Prin ajustarea curentului, concentrația de carbon din stratul de suprafață al materialului poate fi controlată, realizând modificarea suprafeței fără a fi nevoie de un instrument de control al potențialului de carbon. După carburarea cu plasmă a aliajului de titan Ti6Al4V, la suprafață se formează un strat carburat cu o grosime de aproximativ 150 μm compus din fazele TiC și V4C3. Microduritatea sa crește de patru ori față de substrat, ajungând la aproximativ 1600 HV. Fazele de carbură dură sunt dispersate pe suprafața aliajului de titan, îmbunătățind semnificativ rezistența la uzură și prelungindu-i durata de viață la oboseală.
