Sementasyon işlemi, yüzey sertliği aşınma dayanımı ve sürekli dayanımı iyileştirici özelliğe sahip olmakla birlikte, parça çekirdek bölge dayanımı ve sünekliğini de iyileştirir. Bu sayede büyük yüklerin taşınması, darbe tarzındaki yüklerin karşılanması sağlanır.
Sementasyon malzemeleri karbon oranı genelde % 0.10 – 0.20 arasındadır, bazı çeşitlerde % 0.25 e kadar çıkabilir. Alaşımlı veya alaşımsız olarak üretilebilirler.
Sementasyon çelikleri, sementasyon işleminden sonra değişik şekillerde ısıl işleme tabi tutulabilirler. Sementasyon işleminden sonra çekirdek bölgedeki karbon miktarı % 0.10 – 0.20 değerlerinde kalırken, yüzey bölgede karbon miktarı % 0.8 e kadar yükselir. Bu durumda yapılacak ısıl işlem sıcaklığının seçimi, parça yapısının her yerinde değişen karbon miktarı nedeniyle zorlaşır. Çekirdek bölge baz alınarak seçilecek sıcaklık parça cidar bölgesinde tane irileşmesine, parça cidar bölgesi baz alınarak seçilecek sıcaklık, çekirdek bölgenin yeterince sertleşememesine yol açar. Bu sebeple uygulanabilecek en kolay yöntem sementasyon sıcaklığından direkt sertleştirmedir. Bu yöntem sadece tuz banyosu ve gaz sementasyonundan sonra uygulanabilir. Yöntem ince taneli çelikler için daha uygundur.
Sementasyon çeliklerinde karbon miktarının yükselmesiyle ve ilave edilmiş alaşım elementleriyle, çekirdek bölge dayanımı artırılabilir. Ancak en verimli sonuca, sementasyon sonrası çekirdek sertleştirmesi ile ulaşılabilir. Bu yönteme çift sertleştirme adı verilir. Çekirdek bölge uygun sertleştirme sıcaklığından ani soğutulan parça, ara tavlama işlemine tabi tutulur ve ardından cidar bölge için uygun sertleştirme sıcaklığından ani soğutularak cidar bölgenin sertliği sağlanır.
Sementasyon çeliklerinin kaynak kabiliyetleri iyidir. Alaşımlı çeliklerde kaynaktan sonra tavlama gerekir. Talaşlı işlenebilirlik en iyi, normal tavlanmış veya kaba taneli yapıya sahip malzeme ile sağlanır. Yumuşatma yapılmış malzeme kötü yüzey kalitesi verdiği için tercih edilmez.
| SEMENTASYON ÇELİKLERİ VE BİLEŞİMLERİ | ||||||||||
| Malz. No. | DIN | SAE / AISI | C | Si | Mn | Pmax | Smax | Cr | Mo | Ni |
| 1.0301 | C 10 | 1010 | 0.07-0.13 | 0.04 | 0.30-0.60 | 0.045 | 0.045 | – | – | – |
| 1.0401 | C 15 | 1015 | 0.12-0.18 | 0.04 | 0.30-0.80 | 0.045 | 0.045 | – | – | – |
| 1.1121 | Ck 10 | 1010 | 0.07-0.13 | 0.04 | 0.30-0.60 | 0.035 | 0.035 | – | – | – |
| 1.1141 | Ck 15 | 1015 | 0.12-0.18 | 0.04 | 0.30-0.60 | 0.035 | 0.035 | – | – | – |
| 1.7015 | 15 Cr 3 | 5015 | 0.12-0.18 | 0.15-0.40 | 0.40-0.60 | 0.035 | 0.035 | 0.40-0.70 | – | – |
| 1.7131 | 16 MnCr 5 | 5115 | 0.14-0.19 | 0.04 | 1.00-1.30 | 0.035 | 0.035 | 0.80-1.10 | – | – |
| 1.7147 | 20 MnCr 5 | 5120 | 0.17-0.22 | 0.04 | 0.60-0.90 | 0.035 | 0.035 | 1.00-1.30 | – | – |
| 1.7321 | 20 MoCr 4 | – | 0.17-0.23 | 0.04 | 0.70-1.00 | 0.035 | 0.035 | 0.30-0.60 | 0.40-0.50 | – |
| 1.7325 | 25 MoCr 4 | – | 0.23-0.29 | 0.15-0.40 | 0.60-0.90 | 0.035 | 0.035 | 0.40-0.60 | 0.40-0.50 | – |
| 1.5919 | 15 CrNi 6 | – | 0.14-0.19 | 0.04 | 0.40-0.60 | 0.035 | 0.035 | 1.40-1.70 | – | 1.40-1.70 |
| 1.5920 | 18 CrNi 8 | – | 0.15-0.20 | 0.15-0.40 | 0.40-0.60 | 0.035 | 0.035 | 1.80-2.10 | – | 1.80-2.10 |
| 1.6587 | 17 NiCrMo 6 | – | 0.14-0.21 | 0.04 | 0.50-0.90 | 0.035 | 0.035 | 1.50-1.80 | 0.25-0.35 | 1.40-1.70 |
| 1.6523 | 21 NiCrMo 2 | 8620 | 0.17-0.23 | 0.04 | 0.65-0.95 | 0.035 | 0.040 | 0.35-0.70 | 0.15-0.25 | 0.40-0.70 |
| 1.1140 | Cm 15 | – | 0.12-0.18 | 0.04 | 0.30-0.60 | 0.035 | 0.020-0.040 | – | – | – |
| 1.7139 | 16 MnCrS 5 | – | 0.14-0.19 | 0.04 | 1.00-1.30 | 0.035 | 0.020-0.040 | 0.80-1.10 | – | – |
| 1.7149 | 20 MnCrS 5 | – | 0.17-0.22 | 0.04 | 1.10-1.40 | 0.035 | 0.020-0.040 | 1.00-1.30 | – | – |
| 1.7323 | 20 MoCrS 4 | – | 0.17-0.22 | 0.04 | 0.60-0.90 | 0.035 | 0.020-0.040 | 0.30-0.50 | 0.40-0.50 | – |
| 1.7326 | 25 MoCrS 4 | – | 0.23-0.29 | 0.15-0.40 | 0.60-0.90 | 0.035 | 0.020-0.040 | 0.40-0.60 | 0.40-0.50 | – |
| 1.5713 | 13 NiCr 6 | 3415 | 0.10-0.17 | 0.15-0.35 | 0.30-0.50 | 0.035 | 0.035 | 0.65-0.85 | – | 1.35-1.50 |
| 1.5752 | 14 NiCr 14 | 3415;3310 | 0.14-0.20 | 0.04 | 0.40-0.70 | 0.035 | 0.035 | 0.60-0.90 | – | 3.00-3.50 |
| 1.7243 | 18CrMo 4 | – | 0.15-0.21 | 0.04 | 0.60-0.90 | 0.035 | 0.035 | 0.90-1.20 | 0.15-0.25 | – |
| JOMINY DEĞERİ | ||||||||||||||
| Ani soğutulan yüzeyden itibaren ( mm ) HRC değerleri | ||||||||||||||
| KALİTE | 1,5 | 3 | 5 | 7 | 9 | 11 | 13 | 15 | 20 | 25 | 30 | 35 | 40 | |
| 15 CrNi 6 | Maks | 47 | 47 | 46 | 45 | 43 | 42 | 41 | 39 | 37 | 35 | 34 | 34 | 33 |
| 21 NiCrMo 2 | Maks | 49 | 48 | 44 | 42 | 36 | 32 | 30 | 29 | 26 | 24 | 23 | 23 | 22 |
| 17 NiCrMo 6 | Maks | 48 | 48 | 48 | 48 | 47 | 47 | 46 | 46 | 44 | 43 | 42 | 41 | 41 |
| 16 MnCr 5 | Maks | 47 | 46 | 44 | 41 | 37 | 35 | 34 | 33 | 31 | 30 | 29 | 28 | 27 |
| 20 MnCr 5 | Maks | 49 | 49 | 48 | 46 | 44 | 42 | 41 | 40 | 37 | 35 | 34 | 33 | 31 |
| 20 MoCr 4 | Maks | 49 | 47 | 43 | 40 | 36 | 34 | 31 | 29 | 26 | 24 | 23 | 22 | 21 |
| 25 MoCr 4 | Maks | 52 | 51 | 50 | 47 | 43 | 40 | 38 | 36 | 33 | 31 | 30 | 29 | 28 |
| SEMENTASYON ÇELİKLERİ | |||||||
| Malz. No. | DIN | SAE / AISI | KULLANIM YERLERİ | ||||
| 1.0301 | C 10 | 1010 | Düşük çekirdek dayanımlı ve orta zorlanmalı, yapı ve makine parçaları | ||||
| 1.0401 | C 15 | 1015 | Manivela kolu, burç, makara, dişli çark, ölçü aleti ve benzeri yapı ve makine parçaları | ||||
| 1.1121 | Ck 10 | 1010 | Düşük çekirdek dayanımlı manivela kolu, burç, pim gibi beyaz aşya ve büro makine aşınma parçaları | ||||
| 1.1140 | Cm 15 | – | Titreşimli çalışan ve düşük çekirdek zorlamalı yapı ve makine parçaları | ||||
| 1.1141 | Ck 15 | 1015 | Düşük çekirdek dayanımlı manivela kolu, burç, pim muylu gibi küçük makine parçaları | ||||
| 1.5713 | 13 NiCr 6 | 3415 | Makine ve otomobillerde, dişli çark, zincir dişlisi, mil gibi küçük boyutlu fazla zorlanan parçalar | ||||
| 1.5752 | 14 NiCr 14 | 3415;3310 | Kam milleri, dişli tekerleği, stardart gerilimli kardan mafsalları | ||||
| 1.5919 | 15 CrNi 6 | – | Makine ve otomobillerde, dişli çark, zincir dişlisi, mil gibi küçük boyutlu fazla zorlanan parçalar | ||||
| 1.5920 | 18 CrNi 8 | – | Kalın kesitli dişli çark, tabak dişli ve tahrik parçası gibi fazla zorlanan aktarma organı parçaları | ||||
| 1.6523 | 21 NiCrMo 2 | 8620 | Çok fazla zorlanan, makine ve otomobillerde dişli çark, pim, mil, şalter kovanı ve benzer parçalar | ||||
| 1.6587 | 17 NiCrMo 6 | – | Çok fazla zorlanan, aktarma organı parçaları, kalın kesitli çarklar, benzeri aşınmaya maruz parçalar | ||||
| 1.7015 | 15 Cr 3 | 5015 | Makara yatağı, makara, ölçü aleti, piston pimi, diferansiyel parçay dişli çark, vidalı mil vb. | ||||
| 1.7131 | 16 MnCr 5 | 5115 | Dişli çark, aktarma organı parçaları, kardan yuvası, mil, pim, burç ve benzer parçalar | ||||
| 1.7139 | 16 MnCrS 5 | – | Kükürt ilavesi ile talaşlı işleme özelliği iyileştirilmiş 1.7131 malzeme | ||||
| 1.7147 | 20 MnCr 5 | 5120 | Aktarma organı parçaları, dişli çark, tabak ve konik dişli, kalın kesitli mil, pim, burç ve benzeri parçalar | ||||
| 1.7149 | 20 MnCrS 5 | – | Kükürt ilavesi ile talaşlı işleme özelliği iyileştirilmiş 1.7147 malzeme | ||||
| 1.7243 | 18CrMo 4 | – | Her tür aktarma organı, yönlendirme parçaları, aks, mil, pim, burç, şalter yatağı parçaları | ||||
| 1.7321 | 20 MoCr 4 | – | Her tür aktarma organı, yönlendirme parçaları, aks, mil, pim, burç, şalter yatağı parçaları | ||||
| 1.7323 | 20 MoCrS 4 | – | Her tür aktarma organı, yönlendirme parçaları, aks, mil, pim, burç, şalter yatağı parçaları | ||||
| 1.7325 | 25 MoCr 4 | – | Her tür aktarma organı, yönlendirme parçaları, aks, mil, pim, burç, şalter yatağı parçaları | ||||
| 1.7326 | 25 MoCrS 4 | – | Her tür aktarma organı, yönlendirme parçaları, aks, mil, pim, burç, şalter yatağı parçaları | ||||
| SEMENTASYON ÇELİKLERİNDE ISIL İŞLEM | |||||||||||||||||||||
| Malz. No. | DIN | SAE / AISI | Sıcak Şekil. Sıcaklığı ( °C ) | Yumuşak Tavlama Sıcaklığı ( °C ) | Sementasyon Sıcaklığı ( °C ) | Sementasyon | Sementasyon sonrası soğutma | Çekirdek Sertleştirme Sıcaklığı | Ara Tavlama Sıcaklığı | Cidar Sertleştirme | Meneviş Sıcaklığı | ||||||||||
| İşlemi Tarzı | su | yağ | sıcak banyo | tuz banyosu | sem. Kutusu | hava | ( °C ) | su | yağ | sıcak banyo | |||||||||||
| Direkt S. | Basit S. | Çift S. | |||||||||||||||||||
| 1.0301 | C 10 | 1010 | 1150-850 | 670-700 | 900-950 | * | * | – | * | – | * | – | * | * | 880-920 | – | – | – | – | – | 150-180 |
| 1.0401 | C 15 | 1015 | 1150-850 | 670-700 | 900-950 | * | * | – | * | – | * | – | * | * | 880-920 | – | – | – | – | – | 150-180 |
| 1.1121 | Ck 10 | 1010 | 1150-850 | 670-700 | 900-950 | * | * | – | * | – | * | – | * | * | 880-920 | – | – | – | – | – | 150-180 |
| 1.1140 | Cm 15 | – | 1150-850 | 670-700 | 900-950 | * | * | – | * | – | * | – | * | * | 880-920 | – | – | – | – | – | 150-180 |
| 1.1141 | Ck 15 | 1015 | 1150-850 | 670-700 | 900-950 | * | * | – | * | – | * | – | * | * | 880-920 | – | – | – | – | – | 150-180 |
| 1.5919 | 15 CrNi 6 | – | 1150-850 | 670-700 | 900-950 | – | * | * | – | * | * | * | * | * | 840-870 | 630-650 | 800-830 | + | * | * | 170-210 |
| 1.5920 | 18 CrNi 8 | – | 1150-850 | 670-700 | 900-950 | – | * | * | – | * | * | * | * | * | 840-870 | 630-650 | 800-830 | + | * | * | 170-210 |
| 1.6523 | 21 NiCrMo 2 | 8620 | 1150-850 | 670-700 | 900-950 | * | * | – | – | * | * | – | * | * | 840-870 | 630-650 | 800-830 | + | * | * | 170-210 |
| 1.6587 | 17 NiCrMo 6 | – | 1150-850 | 670-700 | 900-950 | – | * | * | – | * | * | * | * | * | 840-870 | 630-650 | 800-830 | + | * | * | 170-210 |
| 1.7015 | 15 Cr 3 | 5015 | 1150-850 | 670-700 | 900-950 | * | * | – | * | * | * | – | * | * | 870-900 | – | – | – | – | – | 150-180 |
| 1.7131 | 16 MnCr 5 | 5115 | 1150-850 | 670-700 | 900-950 | + | * | * | – | * | * | * | * | * | 850-880 | – | 810-840 | + | * | * | 170-210 |
| 1.7139 | 16 MnCrS 5 | – | 1150-850 | 670-700 | 900-950 | + | * | * | – | * | * | * | * | * | 850-880 | – | 810-840 | + | * | * | 170-210 |
| 1.7147 | 20 MnCr 5 | 5120 | 1150-850 | 670-700 | 900-950 | + | * | * | – | * | * | * | * | * | 850-880 | – | 810-840 | + | * | * | 170-210 |
| 1.7149 | 20 MnCrS 5 | – | 1150-850 | 670-700 | 900-950 | + | * | * | – | * | * | * | * | * | 850-880 | – | 810-840 | + | * | * | 170-210 |
| 1.7321 | 20 MoCr 4 | – | 1150-850 | 670-700 | 900-950 | * | – | – | – | * | * | – | – | – | 890-920 | – | – | – | – | – | 170-210 |
| 1.7323 | 20 MoCrS 4 | – | 1150-850 | 670-700 | 900-950 | * | – | – | – | * | * | – | – | – | 890-920 | – | – | – | – | – | 170-210 |
| 1.7325 | 25 MoCr 4 | – | 1150-850 | 670-700 | 900-950 | * | – | – | – | * | * | – | – | – | 890-920 | – | – | – | – | – | 170-210 |
| 1.7326 | 25 MoCrS 4 | – | 1150-850 | 670-700 | 900-950 | * | – | – | – | * | * | – | – | – | 890-920 | – | – | – | – | – | 170-210 |
| * öncelikli tercih edilir + ikinci sırada tercih edilebilir – uygulanmaz | |||||||||||||||||||||