Изобретение относится к металлургии, в частности к химико-термической обработке, и может быть использовано для повышения долговечности машин, механизмов и инструмента. Способ включает последовательное проведение цементации и хромирования. Цементацию и хромирование проводят в псевдоожиженном слое. Для цементации используют смесь, содержащую следующие компоненты, мас.%: древесный уголь - 5-30, вода - 5-10, корунд - остальное. Хромирование проводят в смеси, содержащей следующие компоненты, мас.%: металлический хром - 0,8-12, хлористый аммоний - 0,008-0,16, корунд - остальное. В частных воплощениях изобретения цементацию проводят в твердом карбюризаторе при 900-1000°С в течение 90-240 минут, а хромирование - при 900-950°С в течение 60-240 минут. Техническим результатом изобретения является повышение насыщающей способности, сокращение длительности процесса химико-термической обработки, а также повышение износостойкости и коррозионной стойкости поверхности стальных деталей. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.