Sementasyon adı verilen bu işlem temelde yüzey sertliği aşınma dayanımı yükseltmek için tercih edilmektedir. Aynı zamanda da sürekli dayanımı iyileştirici özellikler gösterme eğilimindedir. Sementasyon işlemi parça çekirdek bölge dayanımı ve sünekliğini de iyileştirici bir özelliğe sahip olabilmektedir. Bu sayede büyük yüklerin taşınması, darbe tarzındaki yüklerin karşılanması kolaylıkla sağlanabilmektedir.
Sementasyon malzemeleri karbon oranı genelde %0,10 ile %0,20 arasında değişiklik göstermektedir. Bazı çeşitlerde %0.25’e kadar çıktığı gözlemlenebilmektedir. Ayrıca, alaşımlı ya da alaşımsız olarak da üretebilme imkânı bulunmaktadır.
Sementasyon çelikleri, sementasyon işleminden sonra değişik şekillerde ısıl işleme tabi tutulabilmektedir. Sementasyon işleminden sonra çekirdek bölgedeki karbon miktarı %0.10 ile %0.20 değerlerinde kaldığı gözlemlenirken, yüzey bölgede karbon miktarı %0,8’e kadar yükselebildiği söylenebilmektedir. Bu durumda yapılacak ısıl işlem sıcaklığının seçimi, parça yapısının her yerinde değişen karbon miktarı sebebiyle daha zor bir hale gelebilmektedir.
Çekirdek bölge baz alınarak seçilecek sıcaklık parça cidar bölgesinde tane irileşmesine neden olmaktadır. Parça cidar bölgesi baz alınarak seçilecek sıcaklık ise çekirdek bölgenin yeterince sertleşememesine yol açabilmektedir. Bundan kaynaklı olarak da uygulanabilecek en kolay yöntem sementasyon sıcaklığından doğrudan sertleştirmesi işlemine tabii tutulmaktadır. Bu yöntem sadece tuz banyosu ve gaz sementasyonundan sonra uygulanabilir düzeylere çıkmaktadır. Ancak bu yöntem genel anlamda ince taneli çelikler için daha uygun olarak kabul edilmektedir.
Sementasyon çeliklerinde karbon miktarının yükselmesiyle ve ilave edilmiş alaşım elementleriyle, çekirdek bölge dayanımı belirli oranlarda artırılabilmektedir. Ancak en verimli sonuca ulaşılabilmesi için sementasyon sonrası çekirdek sertleştirmesi işleminin uygulanması gerekmektedir. Bu yönteme çift sertleştirme adı verilmektedir. Çekirdek bölge uygun sertleştirme sıcaklığından ani soğutulan parça, ara tavlama işlemine tabii tutulmaktadır. Ardından cidar bölge için uygun sertleştirme sıcaklığından ani soğutularak cidar bölgenin sertliği korunmaya çalışılabilmektedir.
Sementasyon çeliklerinin kaynak kabiliyetleri iyi olmaktadır. Alaşımlı çeliklerde kaynaktan sonra tavlamaya gerek duyulmaktadır. Talaşlı işlenebilirlik en iyi, normal tavlanmış ya da kaba taneli yapıya sahip malzeme ile sağlanmaktadır. Yumuşatma yapılmış malzeme kötü yüzey kalitesi verdiği için tercih edilmemelidir.