Sementasyon işlemi, karbon içeriği düşük olan çelik malzeme yüzeyine, katı sıvı ya da gaz ortam içerisinde karbon emdirilmesine dayanan termokimyasal bir işlemdir. Karbürizasyon olarak da bilinen sementasyon işlemi en eski yüzey sertleştirme işlemlerinden biridir. Sementasyon işlemi ile yüzey sertliği aşınma dayanımı ve parça çekirdek bölge dayanımı iyileştirilir.
Sementasyon Çeliği Nedir?
Sementasyon çelikleri, yüzeyde sert ve aşınmaya dirençli parçaların üretiminde kullanılan, düşük karbonlu, alaşımlı veya alaşımsız çeliklerdir. Sementasyon çelikleri, yüzeye karbon emdirme yoluyla sert ve aşınmaya dirençli, iç yapıda ise daha tok ve sünek yapının oluştuğu çelikler olarak karşımıza çıkar.
Sementasyon çelikleri genellikle miller, dişliler, piston pimleri, zincir baklaları, zincir dişlileri, diskler, rulmanlı yataklar, ölçü ve kontrol aletleri gibi parçaların üretiminde tercih edilirler.
Sementasyon Çeliğinin Özellikleri
Sementasyon malzemelerin karbon miktarı genellikle %0.10-0.20 arasında yer alır. Sementasyon malzemeleri alaşımlı ya da alaşımsız olarak iki gruba ayrılır. Çeliklerin sementasyon işlemi ile sertleştirilebilmesi için karbon yüzdesinin %0,2’den büyük olması önemlidir. Karbon miktarı %3’ten küçükse üretilen çelik, su verme işlemi sebebiyle yeteri kadar sertleşmez.
Karbon miktarı düşük olan sementasyon çeliklerinin sertleşebilirlik oranları düşük olduğu için çekirdek bölgelerinin sertlik oranı da düşüktür. Sementasyon çelikleri yüzeye aynı sertliği sağlayabilecek, yüksek karbon oranına sahip, yüksek alaşımlı çeliklere göre daha düşük maliyetlidir.
Sementasyon çeliği, sementasyon işleminin ardından birçok ısıl işleme maruz kalabilir. Sementasyon işleminin ardından uygulanacak ısıl işlem sıcaklığının seçimi, parça yapısının her noktasında değişen karbon oranı nedeniyle zor bir hal alabilmektedir.
Sementasyon çeliklerinde karbon oranının belirli seviyeye ulaşmasıyla elde edilen alaşım elementleri ile çekirdek bölge dayanımı belirli aşamaya erişir. Sementasyon işleminden daha etkin verim elde edilebilmesi için çekirdek sertleştirme işlemi yapılır.
Uygun sertleştirme sıcaklığından hızlı olarak soğutulan parça, ara tavlama işlemine alınır. Bu işlemin ardından cidar bölgesi uygun sertleştirme işlemine maruz bırakılır ve ani olarak soğutulur. Bu sayede cidar bölgenin sertliğinin korunması amaçlanır.
Sementasyon çeliklerinin kaynak yetenekleri oldukça iyidir. Alaşımlı çeliklerde ise kaynak yapıldıktan sonra tavlama işlemi gereklidir.