При химико-термической обработке поверхностный слой стали насыщается различными элементами, после чего подвергается термообработке: закалке и отпуску. Химико-термическая обработка повышает прочность, твердость, износоустойчивость, сопротивление коррозии и жаростойкость поверхностного слоя стали при мягкой и вязкой сердцевине.

Цементация — науглероживание на глубину 0,5—2,5 мм поверхности деталей, изготовленных из мягкой стали, содержащей не более 0,2—0,25% углерода. При цементации содержание углерода в поверхностном слое доводится до 0,8—1%. Цель цементации — получение деталей с высокой поверхностной твердостью, прочностью и износоустойчивостью при сохранении мягкой и пластичной сердцевины. Цементации подвергаются

шестерни, поршневые пальцы, валы коробок передач, распределительные валы, втулки и другие детали из углеродистой и легированной стали.

При цементации сталь нагревают без доступа воздуха до 890—930° в науглероживающей среде (мелкий древесный уголь или специальный состав, именуемый карбюризатором) в течение времени, необходимого для получения требуемой глубины науглероженного слоя. После цементации производится нормализация, закалка и отпуск.

Цианирование — насыщение стальных изделий углеродом и азотом (слой 0,15—0,3 мм) для повышения твердости поверхности при вязкой сердцевине. Изделия отличаются высокой сопротивляемостью износу и стойкостью против ударных нагрузок.

Цианирование в расплавленных солях, содержащих соединение азота с углеродом, следует производить крайне осторожно. Соли и их испарения вредны для здоровья человека.

Азотирование — насыщение поверхностного слоя изделия азотом для повышения твердости и коррозийной стойкости.