Ekol Demir
Sektörün Öncü Markası
Bizi Ara

Sementasyon Çelikleri ve Kullanım Alanları

Sementasyon Çelikleri ve Kullanım Alanları

Sementasyon çelikleri, sementasyonla sertleştirme işlemlerinde, makine üretiminde yüzey sertliğinin sağlanmasında, aşınmaya karşı dayanıklılıkta ve sürekli dayanım sırasında anma yapması, çekirdek dayanıklılığı ve esnekliği iyi bir duruma getirdiği için yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu sayede, yüksek kuvvetler taşınabilir duruma gelebilir ve darbe şeklinde olan yükler de herhangi bir kırılma yaşanmadan karşılanabilmektedir.

Plastik ürünler için pres kalıbı gibi belirli bir kalıpta da sementasyon ile sertleştirme işlemleri yapılmaktadır. Sementesyon çelikleri çok iyi parlatılabilir, yani yüzey hatası olmaması amacıyla üst düzey arttırılmış kaliteli olarak üretimi sağlanmıştır.

Sementasyon çelikleri bulundurduğu karbon oranı açısından, genel olarak %0,10 ile %0,20 arasında değişim göstermektedir. Ancak birkaç türünde ortalama %0,25'e kadar bu oranların çıkabildiği gözlenmektedir. Sementasyon çelikleri alaşımsız veya düşük alaşımlı olabilmektedir. Alaşımsız olanlar kaliteli çelik ve asal çelik olarak 2 şekilde üretilmektedir. Yeni geliştirilmiş olan alaşımsız Cm 15 çeliği ve bazı alaşımlı çeliklerin yapısında, talaşlı şekillendirmeyi daha iyi bir duruma getirmek amacıyla kükürt oranı %0,020 ile %0,035 arasında olacak durumda düzenlemeler yapılmıştır.

Alaşımlı ve Alaşımsız Sementasyon Çelikleri

Alaşımlı sementasyon çelikleri; Cr'lu, CrNi'li, MnCr'lu ve MoCr'lu olmak üzere 4 adet grupta incelenebilir. Esnekliği ve çekme dayanıklılığı iyi olan NiCr'lu çelikler, TS ve DIN standartlarına uygun olarak çıkarılmıştır. Ancak bu belirtilen gruplara ek olarak, ülkemizde, özellikle de dişli üretiminde çok sık kullanılmakta olan, yüksek dayanıklı 21 NiCrMo 2 çeliği ve TS 2850'de korunmuş olmaktadır.

21 NiCrMo 2 çeliği dışında bulunan diğer çelikler, DIN 17210'da da bulunmaktadır. Makine üretiminde de kullanılabilmekte olan sementasyon çelikleri ve semente edilebilen otomat çeliklerine, karbon verme işleminin ardından, farklı tarzlarda ısıl işlemler uygulanabilmektedir. Semente işleminin ardından çekirdekte bulunan karbon oranı %0,10 ile %0,20 olmakta ve yüzey kısmında bu oran yaklaşık olarak %0,8 kadar olmaktadır.

Çekirdekte bulunan karbon oranına uygun sertleşme sıcaklığı, alaşımsız sementasyon çelikleri incelendiğinde, ortalama 900 °C kadar olamakta ve bu sıcaklıktan sonra soğutma işleminde cidar bölgesinde kaba taneli martensit şeklini almaktadır. Bu durumda karşı olarak, cidar bölgesine uygun, alaşımsız çeliklerde, ortalama 800 °C sıcaklık ardından soğutma işleminde, çekirdek tamamen ostenitik duruma gelemediğinden dolayı, en yüksek dayanıklılığa ve esnekliğe ulaşamamaktadır.

Ayrıca, alaşımlı çeliklerde benzer sementasyon derinliği için geçen zaman, diğer bütün koşullar benzer olduğu zaman, alaşımsız çeliklere göre çok daha uzun olmaktadır. Bahsedilen özelliklerinden dolayı, sementasyon çeliklerinde uygulanacak işlemler son derece karışık bir halde olmaktadır. Isıl işlemin doğru bir şekilde uygulanabilmesi için tercih edilebilecek yöntemler, temel olarak birkaç faktöre bağlı olmaktadır. Bunlar; çeliğin türü, parçadan istenen özelikler, sementasyon ortamı, sementasyon işleminin ardından yapılacak olan talaş kaldırma işlemleri ve maliyeti olmaktadır.

Sertleştirme Yöntemleri

Sementasyon çelikleri serleştirme işlemlerinde, hem ucuz hem de kolay olan uygulama, sementasyon sıcaklığından direkt olarak sertleştirme işlemidir. Ancak, bu uygulama sadece tuz banyosu veya gaz sementasyonu ardından uygulanabilmektedir. Bu yöntemde, taşlamadann farklı parçalarda talaşlı şekillendirme yapılamamaktadır.

 

Alaşımsız kaliteli sementasyon çelikleri de sadece aşınmaya maruz bırakılmaları durumunda, direkt olarak sertleştirilebilir. Genellikle alışılmış bir durum olarak, sementasyon sıcaklığından, oda sıcaklığına gelinceye kadar yavaş yavaş soğutma işlemleri yapılır ve bu durumda normal tavlamanın bir benzeri olarak ince taneli yapısı olmaktadır. İnce taneli yapıya, perlit kademesi sahasında izotermik dönüşüm ile ulaşılması sağlanabilmektedir. Gerekli görüldüğü durumlarda ise, talaşlı şekillendirme işlemlerinde ya da A1 sıcak değerinin altında ara tavlama yapılabilir, sertleştirme sıcaklığına ısıtılabilir ve ani olarak soğutulabilir.