در این تحقیق ارتقا خواص خستگی فولاد ‏‎ck45‎‏ از طریق سه روش عملیات سطحی نیروکربوره گازی ، نیتروره گازی و نیتروره پلاسمایی مورد بررسی و مقایسه قرار گرفته است.آزمایش خستگی در دستگاه چرخشی - خمشی و در دمای محیط نجام گرفته و منحنی های ‏‎‏‎s-n‎‏ رسم گردید. همچنین ضخامت عمق سخت شده نیز اندازه گیری شد و به کمک متالوگرافی نوری ، میکروسکوپ الکترونی و پراش سنج پرتو ‏‎x‎‏ نوع لایه ایجاد شده در اثر عملیات سطحی نیز شناسیایی و ضخامت آن اندازه گیری شد. یافته های آزمایشی نشان می دهند که با انجام عملیات ترموشیمی حد خستگی فولاد ‏‎ck45‎‏ افزایش می یابد. نیتروره گازی حد خستگی فولاد ‏‎ck45‎‏ را به میزان 54 درصد پس از گذشت 70 ساعت در بستر گاز آمونیاک افزایش داده است در حالیکه همین مقدار افزایش با نیتراسیون پلاسمایی در 5 ساعت و در دمای کمتر نسبت به نیتروره گازی حاصل شد است. بالاترین عمق نفوذ ایجاد شده متعلق به عملیات نیتراسیون پلاسمایی بوده که در زمان عملیاتی کمتری ایجاد شده است. همچنین نتایج نشان می دهد که لایه حاصل از نیتراسیون پلاسمایی تک فاز بوده در حالیکه لایه حاصل از نیتروره گازی چند فازی است. نیتراسیون پلاسمایی کمترین تغییر را در زبری فولاد ‏‎ck45‎‏ ایجاد نموده در حالیکه در نیتروره گازی و نیتروره کربوره گازی زیری سطح تا حد قابل ملاحظه ای افزایش یافته است.جمع بندی کلی حاکی از آن است که فولاد ‏‎ck45‎‏ اگرچه فاقد عناصر آلیاژی نیتریدز است اما در صورت انجام عملیات ترموشیمی بر روی آن افزایش قابل ملاحظه ای در حد خستگی آن حاصل می شود.