Цементація - хіміко-термічна обробка, яка полягає в дифузійному насиченні поверхневого шару атомами вуглецю при нагріванні до температури 900 ... 950 o С.
Нагрівання виробів здійснюють в середовищі, легко віддає вуглець. Підібравши режими обробки, поверхневий шар насичують вуглецем до необхідної глибини.
Глибина цементації (h) - відстань від поверхні виробу до середини зони, де в структурі є однакові обсяги фериту і перліту (h. = 1 ... 2 мм).
На практиці застосовують цементацію в твердому і газовому карбюризаторі (насичуватися вуглецем середовищі).
Ділянки деталей, зміст яких не повинен цементації, попередньо покриваються міддю (електролітичним способом) або глиняною сумішшю.
Цементацію насиченням З проводять або з твердої середовища, або в спеціальних газових печах, куди вводяться граничні вуглеводні, що містять велику кількість С, тверда середовище складається з вугілля С = 80%, вуглекислої солі CaCo3. Для активного проходження насиченості вуглецем необхідно забезпечити перенесення З від твердого карбюратора на поверхню деталі. Це перенесення здійснюється за рахунок існування газової фази, що містить окис вуглецю СО. У печах зацементація відбувається за рахунок насичення безгазової фази, доставка С на поверхні деталі здійснюється при розпаді граничних вуглеводнів. Процес цементації ведеться при високих температурах порядку 900 - 950 0 С. Така температура необхідна для переходу структури в аустенитное стан.
Температура цементації повинна бути досить високою, щоб забезпечити аустенитную структуру і щоб не викликати зростання зерна. Тривалість процесу цементації визначається необхідною глибиною насичується шару і визначається виходячи з швидкості насичення 0,1 мм / год. Загальна тривалість 8-10 годин. Після закінчення процесу цементації деталь охолоджується, при цьому відбувається зміна її структури.
Якщо деталь містить 0,1-0,25% С, то виходить структура була Ф + П.
Після цементації структура поверхневого шару відповідає зміною структури на діаграмі Fe-C. При цьому на поверхні деталі виникає несприятлива структура, у вигляді суцільної сітки вторинного цементиту по межі зерен.
Незважаючи на найвищу твердість цементітная сітка сильно охрупчиваются метал і може викликати викришування поверхні.
Для виправлення структури і отримання потрібних властивостей деталі після цементації в обов'язковому порядку піддають додатковій термообробці. Вона включає в себе одинарну або подвійну загартування і подальший низький відпустку. Якщо деталь не має відповідального призначення, то після цементації застосовують одну загартування.
Нагрівають до 880-900 0 С і охолоджують в маслі. Загартування з такою температурою викликає часткове розчинення цементитной сітки. В результаті замість суцільних виділень вторинного цементиту по межах утворюються окремі дрібні включення по всьому об'єму металу. Але гарт з такою температурою зберігає грубозернисту будову стали. Тому в'язкість буде знижена. Відпустка при температурі 160-180º З дозволяє уменьшітьзакалочние напруги без зменшення твердості.