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Em consequência da crescente necessidade de materiais com melhores propriedades químicas, mecânicas e tribológicas tem-se observado, nas últimas décadas, um constante avanço nas técnicas de modificação de superfícies devido ao fato destas possibilitarem novas aplicações aos materiais. Dentre as técnicas de modificação de superfícies encontram-se os tratamentos termoquímicos superficiais por plasma. Este trabalho apresenta, primeiramente, uma breve revisão dos principais tratamentos termoquímicos realizados na indústria (cementação, nitretação e nitrocementação) bem como a aplicação destes tratamentos utilizando a tecnologia de plasma. Em seguida o trabalho apresenta uma nova abordagem sobre a utilização de tratamentos termoquímicos por plasma, empregando agora, o uso sequencial destes tratamentos num único material. No trabalho são avaliados tratamentos sequenciais de nitretação/cementação e de nitrocementação/cementação tendo como substrato o aço AISI 1005. A caracterização microestrutural do material tratado foi realizada por microscopia óptica e microscopia eletrônica de varredura além de difração de raios-X. Análises de microdureza também foram realizadas.