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Tratamento termoquímico que consiste em "carbonizar" a camada superficial da peça. Para isso, ela é envolvida em um "cemento", neste caso, gasoso, e aquecida durante um certo tempo a uma determinada temperatura. A temperatura permite a transferência dos átomos de carbono para a superfície da peça por meio de reações químicas. Dá-se ainda a difusão do carbono para o interior da peça. A peça cuja superfície é "carbonizada" é temperada a partir da temperatura prescrita, ficando a superfície cementada com dureza elevada, enquanto que o núcleo, cuja composição se mantém, conserva sua tenacidade e praticamente não altera sua dureza. O teor de carbono diminui progressivamente da periferia para o núcleo. Depois deste tratamento, a peça não deve sofrer qualquer operação de maquinagem, com exceção da retificação, para não remover a camada superficial. Uma atmosfera controlada de boa qualidade resulta numa cementação regular e de boa qualidade, profundidade e dureza. Utiliza-se para peças que necessitem de alta dureza superficial, alta resistência a fadiga de contato e submetidas a cargas superficiais elevadas.
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