Este trabalho teve como objetivo estudar o efeito da composição química e dos tratamentos termoquímicos na microestrutura e dureza de três aços submetidos a diferentes processos de cementação gasosa. este tipo de cementação é largamente utilizado na indústria para aumentar a dureza superficial de pinhões, eixos e componentes mecânicos sujeitos ao desgaste e à fadiga. amostras dos aços sae 10b22, din 16mncr5 e sae 1020 foram tratadas em três diferentes ciclos de cementação, variando o tempo, tipo de atmosfera e temperaturas de revenimento. análises microestruturais, microdurezas, teor de carbono ao longo da camada cementada, e métodos de medição do potencial de carbono da atmosfera foram os principais assuntos abordados no trabalho. para os tratamentos termoquímicos realizados com 90 minutos, o aço din 16mncr5 foi aquele que apresentou os maiores valores iniciais de microdureza. para o tratamento realizado com 250 minutos, o maior valor inicial de microdureza na condição sem revenimento e revenido a 160°c foi obtido para o aço sae 1020. não foram observadas diferenças nas microestruturas dos aços estudados nas condições sem revenimento e revenido a 160°c, porém com o revenido a 300°c por uma hora foi possível notar alterações microestruturais. o aço sae 10b22 apresentou microestruturas não-martensíticas na camada cementada para as condições sem revenimento e revenido a 160°c por uma hora. isto pode ter sido causado pela formação de borocarbonetos devido à extrapolação da concentração ótima do boro nestas áreas, ocasionada pela difusão dos átomos de carbono. para os dois primeiros tratamentos, o aço sae 1020 apresentou os maiores teores superficiais de carbono. não foi observada diferença significativa entre as atmosferas endotérmica e à base de nitrogênio comercial (mistura de nitrogênio e metanol). os métodos usados para verificação do potencial de carbono da atmosfera não apresentaram resultados confiáveis quando comparados entre si.