La cementación es el más antiguo procedimiento de endurecimiento superficial, consiste en aumentar el contenido en carbono en las superficies de las piezas de acero, rodeándolas con un medio carburante, y manteniendo todo el conjunto, durante un cierto tiempo a elevada temperatura. Luego se templan las piezas y quedan con gran dureza superficial. Se pueden emplear cementantes sólidos, líquidos y gaseosos. Se emplean aceros aleados y sin aleación, de bajo carbono, generalmente de 0.08 a 0.25% de C y excepcionalmente se cementan también aceros hasta de 0.4% de C, a temperaturas comprendidas entre 850° y 1000°C, siendo las temperaturas próximas a 900° las más utilizadas. En el proceso de cementación se pueden distinguir dos etapas distintas: 1. Absorción del carbono por el acero, y 2. Mejoramiento de características por medio de tratamientos térmicos adecuados. La cantidad y distribución del carbono absorbido por las piezas depende: 1. De la composición del acero sometido a la cementación. 2. De la naturaleza de la substancia cementada, y 3. De la temperatura y de la duración de la cementación. Una pieza después de cementada se puede considerar compuesta por dos zonas principales de composición química diferente; el alma o núcleo central y la periferia o capa cementada, existiendo entre ellas otra tercera zona de transición de menor importancia. Por quedar después de la cementación, la capa exterior con un alto contenido en carbono y el corazón con la composición inicial, es posible obtener luego gran dureza en la periferia y alta tenacidad en el núcleo. Pero, como solo con la cementación, las piezas no adquieren esas propiedades es necesario darles después unos tratamientos térmicos adecuados. Después de la cementación, la periferia a pesar de tener un elevado contenido en carbono, está todavía relativamente blanda y el núcleo central, aun siendo de muy bajo contenido en carbono, puede ser frágil por tener la estructura muy grosera, por haber permanecido el acero durante mucho tiempo a alta temperatura. Como la periferia y el núcleo central de las piezas cementadas son de distintas composición, necesitaran diferentes tratamientos, pero como ambas son inseparables esos tratamientos deberán ser de tal naturaleza, que actúen favorablemente sobre las dos partes. Cambio mediante la cementación de las propiedades del material y de su capacidad de ser procesado Los tres métodos de cementación más comunes son: empacado para carburación, baño líquido y gas. Empacado para carburación: Este procedimiento consiste en meter al material de acero con bajo contenido carbónico en una caja cerrada con material carbonáceo y calentarlo hasta 900 a 927°C durante 4 a 6 horas. En este tiempo el carbono que se encuentra en la caja penetra a la superficie de la pieza a endurecer. Cuanto más tiempo se deje a la pieza en la caja con carbono de mayor profundidad será la capa dura. Una vez caliente la pieza a endurecer a la temperatura adecuada se enfría rápidamente en agua o salmuera. Para evitar deformaciones y disminuir la tensión superficial se recomienda dejar enfriar la pieza en la caja para eriormente sacarla y volverla a calentar entre 800 y 845°C (rojo cereza) y proceder al enfriamiento por inmersión. La capa endurecida más utilizada tiene un espesor de 0,38 mm, sin embargo se pueden tener espesores de hasta 0.4 mm. Baño liquido: El baño de sales está contenido en crisoles de acero refractario calentados por gas o eléctricamente. Son sales de cianuro de sodio (CNNa) ‚ que, a través de sucesivas reacciones químicas con el oxígeno del aire, producen carbono elemental que difunde hacia el interior del acero. Se usa como activador del proceso el cloruro de bario (Cl2Ba), que acelera la descomposición del cianuro. Las sales están constituidas por 15 a 20 % de CNNa + 15 a 20% de Cl2Ba + CO3Na2. Diariamente se controla la composición del baño, agregando cianuro y eliminando carbonato si fuera necesario. Presenta el mismo inconveniente que la cementación sólida, en cuanto a la dificultad en la regulación del potencial de carbono.
POTENCIAL DE CARBONO: unidad que se da a la atmósfera cementante y corresponde al porcentaje de C que puede dar en la superficie a una determinada temperatura.>