Sementasyon-Yüzey sertleştirme, bitmiş bir parçanın, genellikle 850–950° C gibi yüksek bir sıcaklıkta karbonlayıcı atmosferde prosesini gerektirir ve bu işlem, parçanın yüzeyindeki karbon miktarını artırır. Sementelenmiş tabaka genellikle 0,5-1,0 mm derinliğindedir fakat daha derin de olabilir. Sementasyondan sonra parça su veya yağ ile söndürülür ve böylece sertleştirilir. Söndürme sırasında karbonlanmış tabaka, karbon içeriğine göre belirlenen sertlikte martenzite dönüştürülür. Sonuç, sert bir yüzeye ve nispeten yumuşak bir çekirdeğe sahip bir üründür. Sementasyon çeliğinden yapılan tipik parçalar, şanzımanlardaki dişlilerdir.
Kaliteler20NiCrMo2 (SAE 8620), 16MnCr5 – 1.7131 (SAE 5115),
20MnCr5 (SAE 5120), 16MnCrS5, 20MnCrS5, 17CrNiMo6, 16MnCrPb5 , 15CrNi6, 18 CrNi8, C10 (SAE 1010), C15 (SAE 1015),
18NiCrMo5,
14NiCrMo13-4 (SAE 9310),
17NiCrMo6-4