Metoda vakuumske gasne karburizacije odnosi se na stavljanje radnog komada u atmosferu za naugljičenje pod vakuumom, održavajući ga u određenom vremenskom periodu. Na visokim temperaturama, plin za naugljičenje se razlaže da bi proizveo atome aktivnog ugljika, koji difundiraju na površini materijala i formiraju modificirani sloj. Jedinjenja kao što je TiC formiraju se na površini legure titanijuma TC21, a u sloju jedinjenja nisu otkrivene faze koje sadrže vodonik-. Također je utvrđeno da se površinska tvrdoća legure titanijuma TC21 povećala za 2,7 puta u poređenju sa podlogom, a mehanizam trošenja se promijenio od habanja ljepila između kuglica na bazi Ti-/Ti do abrazivnog habanja i trošenja između Ti-baziranih/TiC kuglica, značajno poboljšavajući otpornost na habanje titanijuma. Nakon postupnog pougljičavanja u vakuumu na leguri titana Ti6Al4V, na površini se formirao mikroporozni TiC keramički sloj, čija mikrotvrdoća dostiže 778 HV, otprilike 2,3 puta veća od podloge. TiC keramička faza ima finu strukturu, pripada fazi visoke tvrdoće, koja može poboljšati površinsku čvrstoću i otpornost na smicanje legure titanijuma, značajno smanjiti volumetrijsku stopu habanja materijala i poboljšati tribološku performansu legure. Nakon karburizacije, njegove elektrohemijske karakteristike korozije se blago smanjuju, ali i dalje ostaje materijal otporan na koroziju{16}}i ne utiče na njegovu upotrebu. Mikrostruktura keramičkog sloja na površini legure titana Ti6Al4V prikazana je na slici 1.
Karburizacija plazmom uključuje korištenje ionskog bombardiranja plina za naugljičenje, uzrokujući razgradnju atmosfere za karburizaciju i proizvodnju atoma aktivnog ugljika. Podešavanjem struje, koncentracija ugljika u površinskom sloju materijala može se kontrolisati, postižući modifikaciju površine bez potrebe za instrumentom za kontrolu potencijala ugljika. Nakon karburizacije u plazmi titanijumske legure Ti6Al4V, na površini se formira naugljenični sloj debljine oko 150 μm sastavljen od TiC i V4C3 faza. Njegova mikrotvrdoća se povećava četiri puta u odnosu na podlogu, dostižući oko 1600 HV. Tvrde karbidne faze su raspršene na površini legure titana, značajno poboljšavajući otpornost na habanje i produžavajući vijek trajanja.
