Dây titan tạo thành cacbua ổn định với carbon, dẫn đến độ cứng cao. Sự phát triển của lớp cacbua giữa titan và carbon được xác định bởi tốc độ khuếch tán của titan trong lớp cacbua.
Độ hòa tan của carbon trong titan thấp, tổng cộng 0,3% ở 850 độ và giảm xuống khoảng 0,1% ở 600 độ. Do độ hòa tan của carbon trong titan thấp nên về cơ bản, độ cứng bề mặt chỉ đạt được thông qua lớp lắng đọng cacbua titan và vùng bên dưới. Quá trình cacbon hóa phải được thực hiện trong điều kiện không có oxy-vì các loại bột thường được sử dụng để cacbon hóa thép tạo thành các lớp bề mặt có độ cứng 2700 MPa và 8500 MPa khi tiếp xúc với carbon monoxide hoặc oxy-có chứa carbon monoxide và các lớp này có thể dễ dàng bong ra.
Ngược lại, trong điều kiện khử oxy hoặc khử cacbon, một lớp mỏng cacbua titan có thể được hình thành trong quá trình cacbon hóa trong than củi. Độ cứng của lớp này là 3200 MPa, phù hợp với độ cứng của titan cacbua. Độ sâu của lớp cacbon hóa thường lớn hơn độ sâu của lớp thấm nitơ trong các điều kiện tương tự.
Trong điều kiện giàu oxy, phải xem xét ảnh hưởng của sự hấp thụ oxy đến độ sâu đông cứng. Chỉ với độ dày lớp rất mỏng mới có thể đạt được cường độ bám dính đủ khi đưa bột carbon vào chân không hoặc khí quyển argon{2}}mêtan. Ngược lại, việc sử dụng chất cacbon hóa dạng khí có thể tạo thành lớp làm cứng cacbua titan đặc biệt cứng và liên kết tốt. Đồng thời, lớp cứng được hình thành ở nhiệt độ từ 950 độ đến 1020 độ dày từ 50 μm đến 100 μm. Khi độ dày lớp tăng lên, lớp cacbua titan trở nên giòn hơn và có xu hướng bong tróc. Để tránh đưa tạp chất carbon vào lớp cacbua titan do phân hủy propan, nên thêm một lượng xác định khoảng 2% theo thể tích propan vào khí trơ trong quá trình cacbon hóa khí. Khi sử dụng propan làm chất phụ gia trong quá trình cacbon hóa metan, độ cứng bề mặt thu được sẽ thấp hơn. Khi cường độ liên kết đạt tới 800 kPa, việc sử dụng propan trong quá trình cacbon hóa khí mang lại khả năng chống mài mòn tốt nhất, mặc dù độ dày lớp cứng đo được là rất mỏng. Hydro được hấp thụ khi sử dụng các chất cacbon hóa dạng khí, nhưng nó phải được loại bỏ một lần nữa trong quá trình ủ chân không.
