Sementasyon Çeliği Nedir
Sementasyonla sertleştirme işlemi makina yapımında yüzey sertliğinde, aşınma dayanımında ve sürekli dayanımda anma yaptığı gibi, çekirdek dayanımını ve sünekliği iyileştirdiği için çok yaygın olarak kullanılır. Böylece, büyük kuvvetler taşınabilir ve darbe tarzındaki yükler kırılma olmadan karşılanabilir. Soğuk oyma ile işlenen ve çok iyi talaşsız şekillendirme gerektiren duromer ve benzeri plastik malzemeler için pres kalıbı gibi belirli kalıplarda da sementasyonla sertleştirme yapılmaktadır. Bunlar çok iyi parlatılabilirler, daha doğrusu yüzey hatası olmaması için ultra arıtılmış kaliteli olarak üretilirler.
Sementasyon çeliklerinde karbon miktarı, genel olarak % 0,10 ila 0,20 arasındadır, ancak bazı türlerde ortalama % 0,25'e kadar çıkabilmektedir. Alaşımsız ya da düşük alaşımlı olabilirler. Alaşımsız olanlar kaliteli çelik (P ve S, her biri max % 0,045) ve asal çelik (P ve S, her biri max % 0,035) olarak üretilirler. Yeni geliştirilen alaşımsız Cm 15 çeliğinde ve bazı alaşımlı çeliklerde, talaşlı şekillendirmeyi iyileştirmek için kükürt miktarı % 0,020 ila 0,035 arasında olacak şekilde düzenleme getirilmiştir.
Alaşımlı sementasyon çelikleri, Cr'lu, MnCr 'lu, MoCr 'lu ve CrNi 'li olmak üzere gruplara ayrılabilir. Sünekliliği ve çekme dayanımı iyi olan NiCr 'lu çelikler, TS ve DIN standardlarından çıkarılmıştır. Ancak bu gruplara ilave olarak, ülkemizde özellikle dişli yapımında çok kullanılan yüksek dayanımlı 21 NiCrMo 2 (AISI 8620) çeliği, TS 2850'de (Ekim 1977) korunmuştur. Bu çeliklerden 21 NiCrMo 2 çeliği dışında diğerleri, DIN 17210'da da mevcuttur. Makina inşasında kullanılabilen sementasyon çelikleri ve semente edilebilen otomat çelikleri, semente (karbon verme-karbürize) işleminden sonra, değişik şekillerde ısıl işlemlere tabi tutulabilirler. Semente işleminden sonra çekirdekteki karbon miktarı % 0,10 ila 0,20 iken, yüzeyde yaklaşık olarak % 0,8 kadardır. Çekirdekteki karbon miktarına uygun sertleştirme sıcaklığı, alaşımsız çeliklerde yaklaşık 900 °C kadardır ve bu sıcaklıktan soğutmada cidar bölgesinde kaba taneli martensit teşekkül eder. Buna karşın, cidar bölgesine uygun olan, alaşımsız çeliklerdeki yaklaşık 800 °C sıcaklıktan soğutmada, çekirdek tam olarak ostenitik hale gelmediğinden, en yüksek dayanım ve süneklilige ulaşılamaz. Ayrıca, alaşımlı çeliklerde aynı sementasyon derinliği için geçecek süre, diğer tüm koşullar aynı olduğunda, alaşımsız çeliklere nazaran çok daha uzundur. Hatta, ince cidarlı parçalarda çekirdeğin sürek kalabilmesi, alaşım elemanlarıyla karbon difüzyonu kısmen engellenebileceği için, ancak alaşımlı sementasyon çelikleriyle mümkün olabilir. Bu olaylardan dolayı, işlemler son derece komplike durumdadır. Isıl işlemin tarzı için seçilebilecek yönteme temel olacak faktörler, çeliğin cinsi, parçadan istenen özelikler, sementasyon ortamı (toz-katı, tuz-sıvı ve gaz), sementasyon işleminden sonra yapılacak talaş kaldırma ve maliyettir.
En ucuz ve en kolay yöntem, sementasyon sıcaklığından direkt sertleştirmedir. Ancak, bu yöntem yalnızca tuz banyosu ya da gaz sementasyondan sonra uygulanabilir. Bu yöntemde, taşlamanın dışında parçalarda talaşlı şekillendirme yapılamaz. Yöntem, örneğin 20 CrMo 5 gibi ince taneli çelikler için uygundur ve alışılmış sementasyon sıcaklıklarında tane kabalaşması meydana getirmezler. Alaşımsız kaliteli sementasyon çelikleri (C 10 ve C 15) de yalnızca aşınmaya zorlanmaları halinde, direkt sertleştirilebilirler. Genellikle alışılmış durum olarak, sementasyon sıcaklığından oda sıcaklığına kadar yavaş soğutma yapılır ve böylece normal tavlamanın benzeri olarak ince taneli yapıya ulaşılır. Ayrıca, ince taneli yapıya perlit kademesi sahasında izotermik dönüşüm ile de ulaşmak mümkündür. Bunları takiben, gerekirse talaşlı şekillendirme ya da A1 sıcaklığının altında ara tavlama yapılır, sertleştirme sıcaklığına (ostenitleştirme sıcaklığı) ısıtılır ve ani soğutulur.
16 MnCr 5, 20 MnCr 5 ya da 18 CrNi 8 gibi alaşımlı sementasyon çeliklerinde, çekirdek sertleştirme için ostenitleştirme sıcaklığı, cidar sertleştirme sıcaklığından 10 ila 20 °C daha yüksektir. Dolayısıyla, cidar bölgesinin biraz aşırı ısıtılmasıyla, optimal çekirdek özeliklerine ulaşılabilir. Buna karşın, alaşımsız sementasyon çeliklerinde ve düşük alaşımlı 15 Cr 3 çeliğinde, yalnızca cidar sertleştirme sıcaklığından ani soğutma tercih edilir.
Sementasyon çeliklerinde karbon miktarının yükselmesiyle ve ilave olarak alaşım elemanlarıyla, çekirdek dayanımında artış sağlanabilir. Ancak, daha yüksek çekirdek dayanımına, sementasyondan sonra çekirdek sertleştirmesi yapılmakla ulaşılabilir. Çift sertleştirme adı verilen bu işlemde, çekirdek karbon miktarına uygun ostenitleştirme sıcaklığından ani soğutulduktan sonra, ara tavlama yapılır ve daha sonra, cidar için uygun ostenitleşme işleminden sonra cidar sertleştirmesi yapılır.
Alaşımsız çelikler ve 15 Cr 3 çeliği, normal olarak suda, alaşımlı çelikler ise yağda ani soğutulurlar. Sıcak banyoda (180 ila 250 °C) sertleştirmede deformasyon çok azdır. Ani soğutmadan sonra, yaklaşık 150 ilâ 210 °C sıcaklıklarında menevişleme yapılır. Daha yüksek sıcaklıklar (300 °C 'ye kadar), yalnızca 20 CrMo 5 çeliği için emniyetlidir. 300 °C meneviş sıcaklığında bulunan 56 RSD-C sertlik değeri, sementasyon çeliklerinin aşınma dayanımı için oldukça iyidir. Diğer sementasyon çeliklerinde bu sıcaklık sahasında kırılganlık (mavi kırılganlık, çentik darbe dayanımı ve sürekli dayanımda düşme yapan meneviş kırılganlığı) görülür.
Sementasyon çeliklerinin kaynak edilebilirliği de oldukça iyidir. Tavlanmış halde, alaşımsız çelikler ergitme ile iyi kaynak edilebilirler, alaşımlılarda ön ısıtma ve kaynaktan sonra tavlama gereklidir. Talaşlı şekillenebilirlik, yapıya bağımlıdır. Yumuşak tavlanmış sementasyon çeliklerinin talaşlı şekillendirilmesinde talaşlar yapışma meyillidir ve kötü yüzey kalitesi verirler. En iyi talaşlı işlenebilirlik, normal tavlanmış ya da kaba tane tavlaması uygulanmış haldedir. Talaşlı şekillendirmeyi iyileştirmek amacıyla kaba tane tavlaması uygulandığında, parçaların talaşlı şekillendirmesi bittikten sonra mutlaka tane inceleme amacıyla normal tavlama uygulanmalıdır. Yapının ince taneli olması, çekirdeğin sünekliliği için oldukça önemli olduğundan, sementasyon ve sertleştirme işlemleri öncesinde yapının çok ince taneli olması gereklidir. Özellikle yüksek sıcaklıklarda sementasyon yapıldığında veya uzun sementasyon sürelerinde çalışıldığında, yapının çok ince taneli olması zorunludur.
Çeliklerin seçimi için, öncelikle yapı elemanlarının boyutları ve arzu edilen çekirdek özeliği esas alınır. Çekirdek özeliği kör sertleştirme ile, yani sementasyon yapılmadan tesbit edilir. Ulaşılabilecek çekirdek dayanımı, aynı boyut için, karbon ve alaşım elemanı miktarının artmasıyla artar. Alaşımsız çeliklerde sertleşme derinliği az olduğu için, daha çok 10 mm çapa kadar olan boyutlarda bu malzemelerin kullanılması tercih edilir. 20 CrMn 5 ve çeliğinde 80 mm çapa kadar sertleşebilirlik vardır. Daha büyük kesitlerde 18 CrNi 8 çeliği kullanılır. C 10, C 15 ve 15 Cr 3 çeliği için tercihli kullanma yerleri, aşınmaya zorlanan manivela, perno benzeri parçalarla, büro ve beyaz eşyada kullanılan küçük parçalardır. 15 Cr 3 çeliği, ayrıca takımlarda da kullanılır. 16 MnCr 5, 20MnCr 5 ve 20 MoCr 5 çelikleri, dişli çark, mil, perno gibi parçalarda, makina ve taşıt imalatında diğer elemanların yapımında kullanılır.
Sementasyon Çeliği Fiyatları
Sementasyon çeliği fiyatları istenilen malzemenin cinsine, ebatlarına ve ağırlığına göre değişiklik göstermektedir. Sementasyon çeliği fiyatı almak için bizi
0262 658 81 37 numaralı telefondan arayabilir ya da aşağıdaki iletişim formunu kullanabilirsiniz.
