При газовой цементации в качестве карбюризаторов применяют различные газы и газовые смеси. Детали нагреваются в специальных герметически закрытых печах, в которые непрерывным потоком подает цементирующий углеродсодержащий газ. Такими газами являются естественные (природные) газы, а также искусственные газы. Для газовой цементации используется и жидкий карбюризатор метанол (бензол, пиробензол, керосин, синтин и др.), который подается непосредственно в рабочее пространство печи. При высокой температуре происходит разложение жидкого карбюризатора, в результате чего образуется цементирующий газ. Газовая цементация деталей производится при температуре 900—950° С. Время выдержки при газовой цементации меньше, чем при цементации в твёрдом карбюризаторе, так как твёрдый карбюризатор обладает малой теплопроводностью. Обычно перед закалкой, детали охлаждают до более низкой температуры (820—840° С), т. е. подстуживают и после этого закаливают. Завершающей операцией термической обработки всегда является низкий отпуск, проводимый при температуре 150-180°С. В результате в поверхностном слое получается структура мартенсита отпуска, частично снимаются напряжения. При непосредственной закалке с подстуживанием уменьшается коробление деталей, уменьшается количество остаточного аустенита и значительно сокращается технологический процесс. При газовой цементации удобно и легко регулировать количество и состав подаваемого газа. Процесс газовой цементации можно полностью механизировать и автоматизировать. Газовая цементация может проводиться в печах со встроенной закалочной ванной (проходные).
В результате цементации и последующей термообработки(закалка+отпуск), на поверхности изделия образуется слой заэвтектоидной стали, состоящий из перлита и цементита. По мере удаления от поверхности, содержание углерода снижается, и следующая зона состоит только из перлита. Затем появляются зерна феррита, их количество, по мере удаления от поверхности увеличивается. И, наконец, структура становится отвечающей исходному составу.
 Зависимость толщины цементованного слоя от времени и температуры обработки. |
 Распределение микротвердости стали 18 ХГТ по толщине слоя после цементации и термообработки |