Se utilizaron tres tipos de acero (AISI 1020, AISI 8620, AISI 4120) con contenido de carbono similar y diferente contenido de Cr como especímenes de prueba para examinar de cerca el efecto de los elementos de aleación en la penetración y difusión de carbono en la superficie del acero durante el carburado al vacío. La ganancia de masa de carbono según el tiempo de carburado se midió utilizando una microbalanza, y se calculó el flujo promedio de carbono, que es un indicador de la tasa de penetración de carbono, utilizando el peso medido como variable. La superficie más externa del espécimen carburado se observó mediante microscopía electrónica de barrido (SEM) y espectroscopia Raman (RS), y se identificó la razón del cambio en la tasa de carburación según el tipo de acero en relación con los contenidos de carbono en equilibrio calculados a partir de Thermo-Calc. La distribución general de carbono y la distribución de elementos de aleación en la superficie más externa se analizaron cuantitativamente utilizando un microanalizador de sonda electrónica (EPMA). En las superficies de los especímenes carburados AISI 1020 y AISI 4120, se formaron capas de grafito y carburos en los límites de grano durante el proceso de carburado, lo que obstaculizó la tasa de carburación, mientras que no se observó ninguna capa anormal en la superficie de los especímenes carburados AISI 8620, por lo que los resultados generales de carburación fueron excelentes.