A cementação sólida é um tratamento termoquímico que busca adicionar carbono na superfície de um aço. O carbono é proveniente de uma fonte sólida, que pode ser o carvão vegetal ou o coque.

O processo ocorre em uma caixa de aço carbono, na qual se adiciona a peça, as substâncias que forneceram carbono e outras substâncias ativadores, como o carbonato de bário. A caixa com todos os componentes vai ao forno, o qual são aquece o conjunto a temperaturas acima da zona crítica (entre 815 °C e 950 °C) e permanecem nesta temperatura entre 10 e 40 horas. Algumas reações químicas simples ocorrem neste período, com o carvão reagindo com o oxigênio e formando dióxido de carbono, que reage com o próprio carvão formando monóxido de carbono e reações do carvão com as substâncias ativadoras que também produzem monóxido de carbono. Este monóxido de carbono forma dióxido de carbono e gera carbono atômico que penetra na superfície do aço por difusão.

A camada enriquecida com carbono pode ter entre 0,6 e 6 mm de espessura, possuindo uma dureza mínima de 50 HRC. A cementação sólida é um tratamento indicado para aços carbono ou aços de baixa liga.

Vantagens e Limitações

A cementação sólida pode ocorrer em qualquer tipo de forno, já que as reações ocorrem nas caixas com a peça e as substâncias. O forno não necessita de controle da atmosfera. O operador que executa o processo não necessita de experiência, já que é um processo relativamente simples que envolve reações químicas simples. O custo do processo é baixo, podendo ser mesmo artesanal. A possibilidade de empenos e distorções é baixa em comparação a outros processos de cementação.

Algumas das limitações do processo incluem o elevado tempo de permanência em elevadas temperaturas. Também permite um baixo controle da espessura e da homogeneidade da camada e a impossibilidade de realizar têmpera direta.