При загревању легура долази до растварања елемената у чврстом стању, тако да њихов површински слој добија нови хемијски састав и нова својства. Процес промене хемијског састава, структуре и побољшања механичких својстава површинских слојева делова назива се термохемијска обрада. Примењује се при изради зупчаника, осовина, вратила и других машинских делова. Основне методе термохемијске обраде су цементација, нитрирање, цијанизација, силицирање и дифузна метализација( алитирање, борирање, хромирање) и др. 

ЦЕМЕНТАЦИЈА 

Цементација је метода термохемијске обраде, при чему долази до наугљеничавања површинског слоја делова израђених од нискоугљеничних челика, са садржајем угљеника до 0,25%. Загревање се врши на температури око 900° С у присуству средстава за цементацију, из којег се издваја угљеник који дифундује у површински слој. Делови се затим загревају и кале да би се повећала тврдоћа површинског слоја, а унутрашњост остала мекша и жилавија. Цементација се може вршити чврстим и гасовитим средствима. 

Цементација чврстим средствима изводи се тако што се део постави у кутију са прахом за цементацију. Кутија се уноси у коморну пећ и загрева до одговарајуће температуре. Припремљене кутије са деловима за цементацију херметички се затворе и унесу у коморну пећ. Коморна пећ је загрејана на око 700°C. Затим се температура повећа на температуру цементације. Цементација течним средствима врши се загревањем делова у растопљеним солима са богатим садржајем угљеника. Цементација гасовитим средствима врши се загревањем делова у атмосфери генераторског или светлећег гаса. 

НИТРИРАЊЕ 

Нитрирање је поступак термохемијске обраде нисколегираних челика. Циљ нитрирања је да се повећа тврдоћа површинског слоја, отпорност на хабање и корозију и динамичка чврстоћа. Поступак нитрирања траје неколико сати, што зависи од захтеване дубине нитрираног слоја.   

При нитрирању се у комору доводи амонијак, који се при загревању разлаже на водоник и азот. Време нитрирања зависи од захтеване дубине нитрираног слоја. Поступак је веома дуг и скуп.  

ОСТАЛИ ПОСТУПЦИ ТЕРМОХЕМИЈСКЕ ОБРАДЕ 

Цијанизирање је поступак термохемијске обраде делова од легираног челика са садржајем од 0,25% С.

Силицирање  је поступак термохемијске обраде засићењем површинског слоја материјала са 14% Si.

Метализација је поступак термохемијске обраде при чему се обогаћује површински слој материјала дифузијом атома метала.

Алитирање је процес засићења површинског слоја челичног дела дифузије алуминијума да би се добила отпорност на корозију.

Борирање је поступак којим се остварује повећана тврдоћа, чврстоћа и отпорност на повишеним температурама, дифузијом атома бора у површински слој челика.

Хромирање је поступак којим се повећава отпорност на корозију.