Yaygın olarak tungstenli karbür küreler olarak bilinen semente karbür küreler, tungsten karbür (WC) ve titanyum karbür (TiC) gibi mikron-boyutlu metal karbür tozlarının kobalt, nikel veya molibden gibi bağlayıcılarla toz metalurjisi yoluyla sinterlenmesiyle yapılan küresel malzeme ürünleridir. Semente karbür küreler öncelikle toz metalurjisi kullanılarak tungsten karbür (WC) ve bağlayıcılardan (kobalt (Co) veya nikel (Ni) gibi) yapılır ve bu da onları iki-fazlı bir kompozit malzeme haline getirir.
Sert faz olan tungsten karbür (WC), genellikle toplam hacmin %70 ila %97'sini oluşturur ve son derece yüksek sertlik, aşınma direnci ve termal stabilite sağlar. Bağlayıcı faz, kobalt (Co), genellikle toplam hacmin %3 ila %30'unu oluşturur. Sinterleme sırasında tungstenli karbür parçacıklarını eritir ve kapsüller, bağlayıcı görevi görür ve malzemenin sağlamlığını ve darbe direncini önemli ölçüde artırır. Kobalt-bazlı bağlayıcılar gücü artırırken, nikel-bazlı bağlayıcılar daha iyi korozyon direnci sunar. Genel uygulamalarda yaygın olarak %6-%12 kobalt içeriğine sahip kaliteler kullanılır.
Semente karbür kürelerin tipik mikro yapısı iki-fazlı kompozit yapıdır. Sinterleme sırasında erimiş bağlayıcı faz, bir çözünme-yeniden çökeltme mekanizması aracılığıyla tungsten karbür taneciklerinin birbirine sıkı bir şekilde yerleşmesine neden olan bir sıvı faz oluşturur. Nihai katılaşmanın ardından bağlayıcı faz, tungsten karbür tanelerini sürekli ince bir film halinde kapsüller ve sıkı bir şekilde bağlar; taneler öncelikle bu bağlayıcı filmle bağlanır.
Bileşim oranı semente karbür bilyaların performansını doğrudan etkiler. Bağlayıcıdaki daha düşük kobalt içeriği, daha yüksek sertlik ve aşınma direncine, ancak daha düşük tokluğa neden olur; Daha yüksek bağlayıcı içeriği daha iyi tokluğa yol açar ancak buna bağlı olarak daha düşük sertlik ve aşınma direncine sahiptir. Bu nedenle bağlayıcı oranı ayarlanarak semente karbür bilyaların performansı farklı uygulamalara uyacak şekilde özelleştirilebilir. Sertlik, tokluk ve korozyon direnci, çeşitli uygulama gereksinimlerini karşılamak üzere bağlayıcı içeriği veya katkı maddeleri ayarlanarak kontrol edilebilir.
Belirli özellikleri optimize etmek için, bazen malzemenin yüksek-sıcaklık sertliğini veya oksidasyon direncini iyileştirmek amacıyla titanyum karbür (TiC), tantal karbür (TaC) veya niyobyum karbür (NbC) gibi küçük miktarlarda katkı maddeleri eklenir.
