El mètode de carburació de gas al buit es refereix a col·locar la peça en una atmosfera de carburació sota un entorn de buit, mantenint-la durant un període de temps. A altes temperatures, el gas de cementació es descompon per produir àtoms de carboni actiu, que es difonen a la superfície del material per formar una capa modificada. Compostos com el TiC es formen a la superfície de l'aliatge de titani TC21 i no es detecten fases que continguin hidrogen-a la capa composta. També es va trobar que la duresa superficial de l'aliatge de titani TC21 va augmentar 2,7 vegades en comparació amb el substrat, i el mecanisme de desgast va canviar del desgast adhesiu entre les boles basades en Ti/Ti al desgast abrasiu i el desgast per esquinçament entre les boles basades en Ti/TiC, millorant significativament la resistència al desgast de l'aliatge de titani. Després del tractament de carburació gradual de gas al buit amb un aliatge de titani Ti6Al4V, es va formar una capa de ceràmica TiC microporosa a la superfície, amb un valor de microduresa que arriba als 778 HV, aproximadament 2,3 vegades superior al substrat. La fase ceràmica TiC té una estructura fina, pertany a una fase d'alta duresa, que pot millorar la resistència superficial i la resistència al cisallament de l'aliatge de titani, reduir significativament la taxa de desgast volumètric del material i millorar el rendiment tribològic de l'aliatge. Després de la carburació, el seu rendiment de corrosió electroquímica disminueix lleugerament, però segueix sent un material resistent a la corrosió-, sense afectar-ne l'ús. La microestructura de la capa ceràmica a la superfície de l'aliatge de titani Ti6Al4V es mostra a la figura 1.
La carburació per plasma implica l'ús del bombardeig iònic sobre el gas de carburació, fent que l'atmosfera de carburació es descomposi i produeixi àtoms de carboni actiu. Ajustant el corrent, es pot controlar la concentració de carboni a la capa superficial del material, aconseguint la modificació de la superfície sense necessitat d'un instrument de control de potencial de carboni. Després de la carburació per plasma de l'aliatge de titani Ti6Al4V, es forma a la superfície una capa carburitzada d'uns 150 μm de gruix composta per fases TiC i V4C3. La seva microduresa es quadruplica en comparació amb el substrat, arribant a uns 1600 HV. Les fases de carbur dur es dispersen a la superfície de l'aliatge de titani, millorant significativament la seva resistència al desgast i allargant la seva vida a la fatiga.
