Sementasyon Çeliği

Sementasyon çeliği, erken bir yüzey sertleştirme yöntemi olan çimentolama işlemiyle üretilen bir çelik türüdür. Geçirilen işlemde, dövme demir veya düşük karbonlu çelik, kömür gibi karbon açısından zengin bir malzemenin varlığında ısıtılmaktadır. Zamanla ve yüksek sıcaklıklarda (genellikle 900–950°C arasında), karbon atomları metalin dış katmanına yayılır ve çekirdek nispeten yumuşak ve sünek kalırken yüzey karbon içeriğini artırmaktadır. Çeliğe sert, aşınmaya dayanıklı bir dış yüzey ve sert, darbeye dayanıklı bir iç yüzey kazandırmaktadır.

Kimyasal olarak, sementasyon çeliği genellikle %0,1'den az karbon içeriğine sahip düşük karbonlu demir veya çelik olarak başlamaktadır. Sementasyon işlemiyle, yüzey karbon içeriği %0,8–1,2'ye kadar artırılabilmektedir. Dış katmanın nihai kimyasal bileşimi, ısıl işlemin süresine ve ortamın karbon potansiyeline bağlıdır. Yüzeye yakın artan karbon içeriği, söndürüldüğünde yüksek karbonlu martensit oluşumuna izin vererek sertliği ve aşınma direncini kuvvetlendirmektedir.

Sementasyon çeliği, özellikle modern alaşımlı çeliklerin geliştirilmesinden önce, endüstri öncesi ve erken endüstriyel metalurjide önemli bir rol oynamıştır. Hem sertlik hem de tokluk gerektiren aletler, bıçaklar ve diğer bileşenlerin yapımında yaygın olarak kullanılmıştır. Daha sonraki süreç, daha gelişmiş çelik yapım yöntemlerinin temelini oluşturmuştur. Karbürleme ve Bessemer süreci gibi tekniklerin öncüsü olarak kabul edilmektedir. Modern uygulamalarda büyük ölçüde yerini almış olsa da, sementasyon çeliği, malzeme mühendisliğinin evriminde önemli bir adımı temsil etmektedir.

Sementasyon Çeliğinin Özellikleri Nelerdir?

Sementasyon çeliği, düşük karbonlu çeliğin yüzeyine karbon difüzyonu yoluyla elde edilen benzersiz yüzey sertliği ve çekirdek tokluğu kombinasyonuyla bilinir. Onu özellikle dış tarafta aşınmaya direnirken içeride mukavemet ve şok direncini koruması gereken parçalar için uygun hale getirir. Ortaya çıkan özellikler, karbon penetrasyon derinliği, söndürme yöntemi ve son ısıl işlem gibi faktörlere bağlıdır.

• Söndürmeden sonra yüksek yüzey sertliği: Dış katman hızla soğutulduğunda çok sert hale gelir ve aşınmaya karşı mükemmel direnç sağlar.
• Sert ve sünek çekirdek: İç kısım yumuşak ve esnek kalır ve kırılmadan şokları emmesine olanak tanır.
• İyileştirilmiş aşınma direnci: Sertleştirilmiş yüzey sürtünmeden kaynaklanan aşınmaya karşı direnç göstererek parçanın çalışma ömrünü uzatır.
• İyi yorulma mukavemeti: Çatlamadan veya bozulmadan tekrarlanan stres döngülerine dayanabilir.
• Isıl işlemden önce işlenebilirlik: Malzeme sertleşmeden önce şekillendirilmesi ve kesilmesi kolaydır.
• Yüzey sertleştirme uygulamaları için uygunluk: Sert bir dış yüzeye ve yumuşak, sert bir iç yüzeye ihtiyaç duyan bileşenler için idealdir.
• Çatlamadan darbeye dayanabilirlik: Sert çekirdeği ani kuvvetlerden veya ağır darbelerden kaynaklanan kırılmaları önlemeye yardımcı olur.

Sementasyon çeliği kullanıldığı sektörlerde yüksek oranla tercih edilmekte ve işlenebilir özelliği nedeniyle kolaylık sağlamaktadır.

Sementasyon Çeliği Fiyatları

Sementasyon çeliği fiyatları, hammadde maliyetleri (özellikle demir ve karbon kaynakları), enerji fiyatları, işçilik maliyetleri ve çimentolama sürecinin karmaşıklığı dahil olmak üzere çeşitli temel faktörlerden etkilenmektedir. İşlem yüksek sıcaklıklarda uzun süreli ısıtma gerektirdiğinden, elektrik ve yakıt fiyatlarındaki dalgalanmalar üretim maliyetlerini önemli ölçüde etkileyebilmektedir. Küresel arz ve talep dinamikleri, nakliye maliyetleri ve jeopolitik olaylar da fiyatların şekillenmesinde, özellikle çeliğin büyük miktarlarda ithal edildiği veya ihraç edildiği pazarlarda rol oynamaktadır.

Ülkemizde sementasyon çeliği fiyatları ayrıca enerji tarifeleri, döviz kurları ve belirli çelik sınıfları için ithalat bağımlılığı gibi yerel faktörlerden etkilenmektedir. Hammaddelerin veya yarı mamul ürünlerin önemli bir kısmı ithal edilebileceğinden, Türk lirasındaki dalgalanmalar fiyat oynaklığına yol açabilmektedir. Otomotiv, makine ve savunma gibi temel endüstrilerden gelen iç talep fiyatları yukarı veya aşağı çekebilir.