Приношу свои извинения за некоторую усложнённость текста, но без этого не удастся достаточно полно осветить предмет.

Цементация - это многоступенчатый процесс, включающий в себя несколько стадий, среди которых можно выделить следующие:
- доставка углеродсодержащих соединений к поверхности железа,
- образование активных атомов углерода на поверхности железа,
- адсорбция углерода на поверхности железа,
- диффузия адсорбированного углерода в кристаллической решётке железа.

С точки зрения кинетики процесса наиболее невыгодный способ доставки углерода к поверхности - контакт твердого карбюризатора с твердым железом, например при засыпке изделия углём. Основным ограничением в данном случае выступает малая площадь контакта, уменьшающаяся по мере расходования углерода, находящегося в зоне контакта. В реальном процессе вклад в общую скорость реакции данного способа исчезающе мал, и может не учитываться.

Гораздо более эффективно процесс доставки углерода решается при использовании жидкого карбюризатора. Доступной реакции становится вся площадь поверхности железа, погружённого в карбюризатор, пополнение израсходованного углерода осуществляется за счет диффузии и конвекции в жидкости.

Процесс доставки углерода к поверхности железа из газовой фазы в рассматриваемом смысле принципиально не отличается от такового в жидкости.

Учитывая общий контекст рассматриваемой темы, остановимся подробнее на процессе доставки углерода к поверхности железа в газовой фазе.

В процессах ЦЕМЕНТАЦИИ, происходящих без использования жидкого карбюризатора, перевод углерода в газообразные соединения происходит при помощи кислорода, всегда присутствующего в процессах, протекающих без изоляции от внешней среды.

С + О2 = СО2 ( 1 )
С + СО2 = 2СО ( 2 )

При адсорбции угарного газа на поверхности железа происходит реакция диспропорционирования,
2СО = С + СО2 ( 3 )

в результате которой, на поверхности железа образуется активный углерод, уже связанный с поверхностью металла силами адсорбции.
По некоторым данным (1, стр.371), эта реакция является каталитической, причем катализатором служит металлическое железо.

Дальнейшее поведение активного углерода, адсорбированного на поверхности, зависит от температурного диапазона, в котором осуществляется процесс.