Karbürleme işlemi olarak da bilinen sementasyon işlemi 800-950 derece arasında yapılan ve çeliğin ısıtılarak östenitik nokta üzerine çıkmasının hedeflendiği bir termokimyasal işlem olarak tanımlanmaktadır. Sementasyon işlemi esnasında oluşturulan yüksek karbonlu ortam sayesinde çelikte yüzeyden çekirdeğe doğru oluşturulan bir karbon difüzyonu sağlanır.
Çeliğin yüzeyinde karbon zenginleştirilmesi ardından çelik hızlı bir şekilde yağa daldırılır ve soğutulur. Soğutma işleminin hızlı bir şekilde gerçekleştirilmesi için su verme işlemi yapılmaktadır. Bununla beraber, bu soğutma işlemi farklı ara basamaklarla da ilerletilebilir. Yağa daldırma ve su verme ile soğutma işlemi sonrasında çeliğin yüzeyinden başlayan ve belli bir derinliğe kadar etkili olan martenzitik dönüşüm elde edilir. Amaç martenzitik dönüşümün elde edildiği noktaların sertleştirilmesiyken çekirdek yumuşak veya yüzeye kıyaslandığında daha yumuşak olacak bir sertlikte kalır.
Sementasyon işlemi sayesinde çeliğe 0.05 ile 2 mm arası bir derinlik kazandırılır. Sementasyon işlemi ile derinlik ve sertlik kazanan çelik sonrasında menevişlenir ve bu sayede malzemede bulunan gerilim azaltılmış olur.
Sementasyon İşlemi Ne İşe Yarar?
Çekirdek yumuşak kalırken çeliğin belirli bölgelerinin sertleştirildiği sementasyon işlemi sayesinde çelikte yüksek kırılma dayanımı elde edilir. Bunun yanı sıra çeliğin aşınma dayanımı da sertlikle paralel olarak artacaktır. Yüksek yüzey sertliğiyle beraber tokluk da kazanan çeliğin sementasyon işlemi sayesinde yorulma dayanımı artar.
Sementasyon İşlemi Nasıl İlerler?
Sementasyon işlemleri kontrollü kamara tipi fırınlarda ilerlemektedir. Çelik yüzeyinde difüzyon azot ve karbon açısından zenginleştirilen atmosfer ile ısıtma kamarası içerisinde gerçekleştirilir. Sementasyon işlemi esnasında kritik öneme sahip sıcaklık dengesi, gaz akışı, koruyucu atmosfer kompozisyonu, yağ sıcaklığı ve soğutma hızı gibi detayların kontrollü bir şekilde ilerlemesi gerekmektedir. Bunun yanı sıra, çeliğin kazanabileceği en yüksek değerdeki sertliği kazanması için soğutma işleminin gerçekleştiriliş şekli ve hızı da önem teşkil etmektedir.
Sementasyon İşlemi Nelere Uygulanır?
Çeliklerde sertleştirme elde edilmesi için uygulandığını belirttiğimiz sementasyon işlemi genelde %0,2 ve altındaki oranlarda karbon içeren çeliklerde kullanılan bir termokimyasal işlemdir. Çeliğin sementasyon işlemi sonrasında kazanabileceği maksimum sertlik oranı ise rockwell birimi ile ölçülür.