Titánový drôt tvorí s uhlíkom stabilný karbid, čo má za následok vysokú tvrdosť. Rast karbidovej vrstvy medzi titánom a uhlíkom je určený rýchlosťou difúzie titánu v karbidovej vrstve.
Rozpustnosť uhlíka v titáne je nízka, celkovo 0,3 % pri 850 stupňoch a klesá na približne 0,1 % pri 600 stupňoch. V dôsledku nízkej rozpustnosti uhlíka v titáne sa povrchové vytvrdzovanie dosiahne v podstate len cez nanesenú vrstvu karbidu titánu a pod ňou ležiacu oblasť. Nauhličovanie sa musí vykonávať v podmienkach bez kyslíka, pretože prášky bežne používané na nauhličovanie ocele vytvárajú pri vystavení oxidu uhoľnatému alebo kyslíku -obsahujúcemu oxid uhoľnatý povrchové vrstvy s tvrdosťou 2700 MPa a 8500 MPa a tieto vrstvy sa ľahko odlupujú.
Na rozdiel od toho, za podmienok dezoxidácie alebo oduhličenia sa môže počas nauhličovania v drevenom uhlí vytvoriť tenká vrstva karbidu titánu. Tvrdosť tejto vrstvy je 3200 MPa, čo zodpovedá tvrdosti karbidu titánu. Hĺbka nauhličovanej vrstvy je vo všeobecnosti väčšia ako hĺbka nitridovanej vrstvy za podobných podmienok.
V podmienkach bohatých na kyslík- je potrebné zvážiť vplyv absorpcie kyslíka na hĺbku vytvrdzovania. Len pri veľmi tenkých hrúbkach vrstvy je možné dosiahnuť dostatočnú priľnavosť, keď sa uhlíkový prášok vloží do vákua alebo argón{2}}metánovej atmosféry. Na rozdiel od toho, použitie plynných nauhličovacích činidiel môže vytvoriť obzvlášť tvrdú a dobre{4}}pripojenú vytvrdzovaciu vrstvu karbidu titánu. Súčasne vytvrdzovacia vrstva vytvorená pri teplotách medzi 950 stupňami a 1020 stupňami má hrúbku medzi 50 μm a 100 μm. S rastúcou hrúbkou vrstvy sa vrstva karbidu titánu stáva krehkejšou a má tendenciu sa odlupovať. Aby sa zabránilo začleneniu uhlíkových nečistôt do vrstvy karbidu titánu v dôsledku rozkladu propánu, mala by sa do inertného plynu počas nauhličovania plynu pridať špecifikovaná dávka približne 2 % objemu propánu. Pri použití propánu ako prísady počas karburizácie metánu sa dosiahne nižšia povrchová tvrdosť. Keď pevnosť spoja dosiahne 800 kPa, výsledkom použitia propánu pri nauhličovaní plynu je najlepšia odolnosť proti opotrebovaniu, hoci nameraná hrúbka vytvrdzovacej vrstvy je veľmi tenká. Vodík sa pri použití plynných nauhličovacích činidiel absorbuje, ale pri vákuovom žíhaní sa musí opäť odstrániť.