Целесообразно применять газовую цементацию. Широко применяют хромистую сталь 20Х, а для ответственных зубчатых колес, работающих с ударными нагрузками, хромоникелевые стали 12ХНЗА, 20ХНМ, 18Х2Н4МА, 20Х2Н4А и безникелевые стали 18ХГТ, 25ХГТ и 15ХФ (Г — марганец, Τ — титан, Φ — ванадий, цифра после буквы — % содержания легирующего эле­мента, буква А в конце обозначает высококачественную сталь).

Цементация и закалка зубьев после шевингования повышают прочность зубьев на изгиб до трех раз. Однако прижоги при шли­фовании могут снизить этот эффект в 1,3...2 раза.

Толщина цементированного слоя примерно 0,3 модуля. Про­цесс цементации на глубину 1 мм занимает около 3 ч .

Азотирование. Это насыщение азотом, обеспечивающее особо высокую твердость Η = (700...950)HV по Виккерсу или (58...65)HRC.J и износостойкость поверхностных слоев. Азоти­руют готовые детали без последующей закалки. Для азотируемых колес применяют молибденовую сталь 38Х2МЮА (Ю — алюми­ний), безалюминиевые стали типа 40ХФА, 40ХНА, 40Х. Азоти­рование — длительный процесс, требующий до 20...60 ч при толщине слоя 0,25...0,6 мм. Возможно ускорение процесса путем применения ионного азотирования и азотирования в тлеющем разряде. Зубья после азотирования в связи с минимальным ко­роблением не шлифуют, поэтому его применяют для колес с внутренними зубьями и других, шлифование которых трудно осуществимо. Недостатками азотированных колес являются малая толщина упрочненного слоя, равная 0,2...0,5 мм, не позволяющая применять их: при ударных нагрузках из-за опасности растрески­вания упрочненного слоя; при работе с интенсивным изнашива­нием (при загрязненной смазке, попадании абразива).

Нитроцементация. Это насыщение поверхностных слоев углеродом и азотом в газовой среде с последующей закалкой — обеспечивает им высокую прочность, износостойкость и сопро­тивление заеданию. Нитроцементация обладает достаточно вы­сокой скоростью протекания процесса — порядка 0,1 мм/ч и вы­ше. В связи с малыми толщиной слоя и деформациями позволяет во многих случаях обойтись без последующего шлифования.

Лазерная закалка. Обеспечивает высокую твердость до 64 HRC₃, не требует легированных сталей, не вызывает короб­ления. Но процесс этот пока медленный и используется для ме­стного упрочнения в виде тонкой полосы вдоль зуба, где ожида­ется выкрашивание или заедание зубьев.