שיטת הקרבוריזציה בגז בוואקום מתייחסת להנחת חומר העבודה באווירת קרבורור תחת סביבת ואקום, תוך שמירה עליו למשך תקופה. בטמפרטורות גבוהות, הגז המפחם מתפרק ליצירת אטומי פחמן פעילים, המתפזרים על פני החומר ויוצרים שכבה שונה. תרכובות כגון TiC נוצרות על פני השטח של סגסוגת טיטניום TC21, ולא מזוהים שלבים המכילים מימן- בשכבת התרכובת. כמו כן, נמצא כי קשיות פני השטח של סגסוגת טיטניום TC21 גדלה פי 2.7 בהשוואה למצע, ומנגנון הבלאי השתנה מבלאי דבק בין כדורי Ti-על בסיס כדורי Ti לבלאי שוחק ובלאי התפרקות בין כדורי Ti-/TiC, מה ששיפר משמעותית את עמידות הבלאי של סגסוגת הטיטניום. לאחר טיפול קרבור שלב של גז ואקום על סגסוגת טיטניום Ti6Al4V, נוצרה שכבת קרמיקה TiC מיקרו-נקבובית על פני השטח, עם ערך מיקרו-קשיות המגיע ל-778 HV, בערך פי 2.3 גבוה מהמצע. לשלב הקרמי TiC יש מבנה עדין, שייך לשלב קשיות גבוהה, שיכול לשפר את חוזק פני השטח ועמידות הגזירה של סגסוגת הטיטניום, להפחית משמעותית את קצב הבלאי הנפחי של החומר ולשפר את הביצועים הטריבולוגיים של הסגסוגת. לאחר הקרבוריזציה, ביצועי הקורוזיה האלקטרוכימית שלו יורדים מעט, אך הוא עדיין נשאר חומר עמיד בפני קורוזיה, שאינו משפיע על השימוש בו. מבנה המיקרו של שכבת הקרמיקה על פני השטח של סגסוגת טיטניום Ti6Al4V מוצג באיור 1.
הקרבוריזציה בפלזמה כוללת שימוש בהפצצת יונים על הגז המפחם, מה שגורם לאטמוספירת הקרבור להתפרק ולייצר אטומי פחמן פעילים. על ידי התאמת הזרם, ניתן לשלוט בריכוז הפחמן בשכבת השטח של החומר, ולהשיג שינוי פני השטח ללא צורך במכשיר בקרת פוטנציאל פחמן. לאחר קרבוריזציה בפלזמה של סגסוגת טיטניום Ti6Al4V, נוצרת על פני השטח שכבה מקרבת בעובי של כ-150 מיקרומטר המורכבת משלבי TiC ו-V4C3. קשיחות המיקרו שלו גדלה פי ארבעה בהשוואה למצע, ומגיעה לכ-1600 HV. שלבי הקרביד הקשים מפוזרים על משטח סגסוגת הטיטניום, משפרים משמעותית את עמידות הבלאי שלו ומאריכים את חיי העייפות שלו.
