Vakuuma gāzes karburizācijas metode attiecas uz sagataves novietošanu karburējošā atmosfērā vakuuma vidē, saglabājot to noteiktu laiku. Augstā temperatūrā karburizējošā gāze sadalās, veidojot aktīvos oglekļa atomus, kas izkliedējas uz materiāla virsmas, veidojot modificētu slāni. Uz TC21 titāna sakausējuma virsmas veidojas tādi savienojumi kā TiC, un savienojuma slānī netiek konstatētas ūdeņradi saturošas fāzes. Tika arī konstatēts, ka TC21 titāna sakausējuma virsmas cietība ir palielinājusies par 2,7 reizēm, salīdzinot ar pamatni, un nodiluma mehānisms mainījās no līmes nodiluma starp Ti-/Ti bumbiņām uz abrazīvu nodilumu un nodilumu starp Ti-/TiC bumbiņām, ievērojami uzlabojot titāna sakausējuma nodilumizturību. Pēc vakuuma gāzes pakāpeniskas karburizācijas apstrādes uz Ti6Al4V titāna sakausējuma uz virsmas izveidojās mikroporains TiC keramikas slānis, kura mikrocietības vērtība sasniedza 778 HV, kas ir aptuveni 2,3 reizes augstāka nekā substrātam. TiC keramikas fāzei ir smalka struktūra, tā pieder pie augstas cietības fāzes, kas var uzlabot titāna sakausējuma virsmas izturību un bīdes pretestību, ievērojami samazināt materiāla tilpuma nodiluma ātrumu un uzlabot sakausējuma triboloģisko veiktspēju. Pēc karburizācijas tā elektroķīmiskā veiktspēja pret koroziju nedaudz samazinās, taču tas joprojām ir -korozijizturīgs materiāls, neietekmējot tā izmantošanu. Ti6Al4V titāna sakausējuma virsmas keramikas slāņa mikrostruktūra parādīta 1. attēlā.
Plazmas karburizācija ietver jonu bombardēšanu ar karburēšanas gāzi, izraisot karburēšanas atmosfēras sadalīšanos un aktīvo oglekļa atomu veidošanos. Regulējot strāvu, var kontrolēt oglekļa koncentrāciju materiāla virsmas slānī, panākot virsmas modifikāciju bez nepieciešamības pēc oglekļa potenciāla kontroles instrumenta. Pēc Ti6Al4V titāna sakausējuma plazmas karburizācijas uz virsmas veidojas apmēram 150 μm biezs karburēts slānis, kas sastāv no TiC un V4C3 fāzēm. Tā mikrocietība salīdzinājumā ar substrātu palielinās četras reizes, sasniedzot aptuveni 1600 HV. Cietā karbīda fāzes ir izkliedētas uz titāna sakausējuma virsmas, ievērojami uzlabojot tās nodilumizturību un pagarinot noguruma kalpošanas laiku.
