Sementasyon, çelik yüzeyinin karbonla zenginleştirilerek yüzey sertliğinin artırıldığı bir ısıl işlem sürecidir. Bu işlem sayesinde çelik malzemeler, aşınmaya ve darbeye karşı daha dayanıklı hale gelir. Sementasyon işlemi genellikle şu adımlardan oluşur:

Isıtma: Çelik parçalar, belirli bir sıcaklığa kadar ısıtılır. Bu sıcaklık malzemeye göre değişmektedir ve çeliğin karbon emilimine hazırlık aşamasıdır.

Karbon Yükleme: Çelik parçalar, karbon açısından zengin bir ortamda (genellikle karbonca zengin gaz ortamı) tutulur. Bu aşamada, karbon atomları çelik yüzeyine difüze olur ve yüzeydeki karbon konsantrasyonu artar. Sertliğin uygulanması gerektiği derinliğe ulaşılana kadar karbon nüfuzu/difüzyonu işlemi devam eder.

Soğutma ve Sertleştirme: Yüzeyleri karbonca zenginleştirilmiş çelik parçalar, hızlıca su verme işlemiyle sertleştirilir. Soğutma işlemi, çelik yüzeyinde ince yapıda bir martensit fazının oluşmasını sağlar, bu da yüzeyin sertliğini ve aşınma direncini önemli ölçüde artırır.

Temperleme: Sertleşmiş çelik yüzeyi, kırılganlığını azaltmak ve istenen mekanik özellikleri elde etmek amacıyla temperlenir. Bu adım, çeliğin hem sert hem de dayanıklı olmasını sağlar.

Sementasyon işlemi, özellikle dişliler, şaftlar, rulmanlar ve benzeri mekanik parçaların üretiminde yaygın olarak kullanılır. Bu işlem, çeliğin yüzey sertliği ile çekirdek sertliği arasındaki farktan yararlanıp yüzey sertliği ve darbe emilimi özelliklerini dengeler, böylece parçaların uzun ömürlü olmasını sağlar.