Sementasyon Çelikleri

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	-

 

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

 

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 ÇELİKLERİNİN MEKANİK ÖZELLİKLERİ
Malz. No.	DIN	SAE / AISI	SERTLİK HB 30 ?			AKMA SINIRI(Re)    ?Mpa			ÇEKME DAYANIMI(Rm)   Mpa			KOPMA UZAMASI (A) LO=5 D0			KESİT DARALMASI(Z)   %
			Yt	Bç	Fp	? 11 MM	? 30 MM	? 63 MM	? 11 MM	? 30 MM	? 63 MM	? 11 MM	? 30 MM	? 63 MM	? 11 MM	? 30 MM	? 63 MM
1.0301	C 10	1010	131		90-126	390	295		640-780	490-640		13	16		35	45
1.1121	Ck 10	1010	131		90-126	440	355		740-880	590-780		12	14		35	45
1.0401	C 15	1015	146		103-140	390	295		640-780	490-640		13	16		40	50
1.1140	Cm 15	-	146		103-140	440	355		740-880	590-780		12	14		35	45
1.1141	Ck 15	1015	146		103-140	440	355		740-880	590-780		12	14		35	45
1.5919	15 CrNi 6	-	217	170-217	152-201	685	635	540	960-1270	880-1180	780-1060	8	9	10	35	40	40
1.5920	18 CrNi 8	-	235	187-235	170-217	835	785	685	1230-1470	1180-1420	1080-1320	7	8	8	30	35	35
1.6523	21 NiCrMo 2	8620	210	165-210	150-195	785	590	490	980-1270	780-1080	690-930	9	10	11	35	40	40
1.6587	17 NiCrMo 6	-	229	179-229	159-207	835	785	685	110-1420	1080-1320	980-1270	7	8	8	30	35	35
1.7015	15 Cr 3	5015	174	126-174	118-160	510	440		780-1030	690-880		10	11		35	40
1.7131	16 MnCr 5	5115	207	156-207	140-187	635	590	440	880-1180	780-1080	640-930	9	10	11	35	40	40
1.7139	16 MnCrS 5	-	207	156-207	140-187	635	590	440	880-1180	780-1080	640-930	9	10	11	35	40	40
1.7147	20 MnCr 5	5120	217	170-217	152-201	735	685	540	1080-1370	980-1270	780-1080	7	8	10	30	35	35
1.7149	20 MnCrS 5	-	217	170-217	152-201	735	685	540	1080-1370	980-1270	780-1080	7	8	10	30	35	35
1.7321	20 MoCr 4	-	207	156-207	140-187	635	590		880-1180	780-1080		9	10		35	40
1.7323	20 MoCrS 4	-	207	156-207	140-187	635	590		880-1180	780-1080		9	10		35	40
1.7325	25 MoCr 4	-	217	170-217	152-201	735	685	540	1080-1370	980-1270		7	8		30	35	35
1.7326	25 MoCrS 4	-	217	170-217	152-201	735	685	540	1080-1370	980-1270		7	8		30	35	35
1) Yt-Yumuşak tavlı, Bç belirli dayanım değeri için Isıl İşlemli, Fp Belirli yapı tavı için Isıl İşlemli