Tyhjiökaasuhiiletysmenetelmällä tarkoitetaan työkappaleen asettamista hiilihapottavaan ilmakehään tyhjiöympäristön alle ja sen ylläpitämistä jonkin aikaa. Korkeissa lämpötiloissa hiiletyskaasu hajoaa muodostaen aktiivisia hiiliatomeja, jotka diffundoituvat materiaalin pinnalle muodostaen muunnetun kerroksen. Yhdisteitä, kuten TiC, muodostuu TC21-titaaniseoksen pinnalle, eikä yhdistekerroksessa havaita vetyä sisältäviä faaseja. Havaittiin myös, että TC21-titaaniseoksen pinnan kovuus kasvoi 2,7 kertaa alustaan verrattuna, ja kulumismekanismi muuttui Ti--pohjaisten/Ti-pallojen välisestä liiman kulumisesta Ti--pohjaisten/TiC-pallojen väliseen hankauskulumiseen, mikä paransi merkittävästi titaaniseoksen kulutuskestävyyttä. Ti6Al4V-titaaniseoksella suoritetun tyhjiökaasuhiiletyskäsittelyn jälkeen pinnalle muodostui mikrohuokoinen TiC-keraaminen kerros, jonka mikrokovuus oli 778 HV, noin 2,3 kertaa korkeampi kuin substraatti. TiC-keraamifaasilla on hieno rakenne, se kuuluu korkean kovuuden vaiheeseen, mikä voi parantaa titaaniseoksen pintalujuutta ja leikkauskestävyyttä, vähentää merkittävästi materiaalin tilavuuskulumisnopeutta ja parantaa seoksen tribologista suorituskykyä. Hiiletyksen jälkeen sen sähkökemiallinen korroosiokyky laskee hieman, mutta se pysyy silti korroosionkestävänä{16}}materiaalina, mikä ei vaikuta sen käyttöön. Ti6Al4V-titaaniseoksen pinnalla olevan keraamisen kerroksen mikrorakenne on esitetty kuvassa 1.
Plasmahiiletyksessä käytetään ionipommitusta hiiletyskaasuun, jolloin hiiletysilmakehä hajoaa ja tuottaa aktiivisia hiiliatomeja. Virtaa säätämällä voidaan ohjata materiaalin pintakerroksen hiilipitoisuutta, jolloin pinnan modifikaatio saadaan aikaan ilman hiilipotentiaalin säätölaitetta. Ti6Al4V-titaaniseoksen plasmahiiletyksen jälkeen pintaan muodostuu noin 150 μm paksu hiiltynyt kerros, joka koostuu TiC- ja V4C3-faaseista. Sen mikrokovuus kasvaa nelinkertaiseksi substraattiin verrattuna ja on noin 1600 HV. Kovat kovametallifaasit ovat hajallaan titaaniseoksen pinnalle, mikä parantaa merkittävästi sen kulutuskestävyyttä ja pidentää sen väsymisikää.
