Segregasyon çelik döküm üretimine has bir katılaşma olayıdır. Etkileri ingotlarda, döğmelerde ve sürekli çelik dökümlerde iyi tespit edilmiştir. Darbe mukavemeti açısından bu olay döküm kalitesi ve ekonomisi demektir.
Tipik ticari bir çelik döküm, demir kristallerinin genel olarak DENTRİTİK bir biçimde yönsel büyümesi ile katılaşır. Sıvı içindeki atomlar, kristal yüzeyinde daha düşük enerjili bir pozisyon bulduğunda birbirlerini çekerler ve bu olay düzenli bir şekilde sürerek kristal büyür.
Sıvı içindeki her bir element, büyüyen kristale karşı kendine özgü bir çekilebilmeye AFFINITE sahiptir. Bazı elementler kristale doğru şiddetle çekilirler, bazıları çekilmez. Bunun sonucu yavaş çekilen birkaç atom, itilen atomlar olurlar.
Çelik dökümhanelerinde yaygın olarak kullanılan alaşımlardaki birkaç element önemli miktarda itilirler. Atom büyüklüğü ve kristal yapısı içindeki yerleri demirinkine en yakın olanlar kuvvetle çekileceklerdir. Genel olarak atomları demirin atomlarından çok küçük olan elementler itilirler. Ancak Mangan ve Silisyum ’da bu kural geçerli değildir. Manganez periyodik tabloda demirin yanındadır ve demire çok benzer, fakat itilir. Çünkü Manganez karmaşık kübik bir kristal yapı içinde nispeten büyük bir yapı oluşturur. Silisyum ise demirden küçüktür ancak demir kristalleri içine kolayca girebilir ve bu nedenle de itilmez.
Kristal büyürken itilen atomlar kalan sıvıya yayılırlar. Fakat yayılma hızları bu elementlerin kristallere yakın sıvıdaki yoğunluklarının yükselmesini önleyecek kadar çok değildir. Sıvı içindeki yoğunlukları arttıkça itilme eğilimleri azalır ve gittikçe artan miktarlarda kristallerle birleşir. Sonuç olarak her kristal boyunca farklı konsantrasyon gradyanları oluşur.
İtilen eleman konsantrasyonu kristal merkezlerinde en az, kristal kenarları ve sınırlarında en çoktur. Bu olay MİKRO SEGREGASYON olarak bilinir. Fakat genel olarak merkezde toplanma ÇEKİRDEKLEŞME (CORİNG) diye yorumlanır.
Bu durumun etkisi ısıl işlemle yeterince azaltılır. Gerçi bu birikmiş (segrege olmuş) elementler istikrarlı bileşikler yapmak için reaksiyona girmezler ve yüksek sıcaklıklarda yayınımla düzenli olarak dağılırlar. Bu alışıla gelmiş ısıl işlem süreçleriyle mümkündür. Çünkü yayınım mesafesi oldukça küçüktür.
Merkezde toplanmış yapı esas olarak itilmiş çok sayıdaki atomu kristal büyümesiyle kısa zamanda bünyesine alan yapıyı ifade etmektedir. Bununla birlikte önemli miktarda itilen element kalan sıvının içine yayılır ve büyüyen kristal tarafından hapsedilemez. Bu nedenle bu itilerek sıvı içinde kalan elementlerin konsantrasyonu tüm katılaşma boyunca sürekli artar.
Kalan sıvı çelik sürekli katılaştığı için, bu itilen atomların büyüyen kristaller tarafından kabul edileceği açıktır. Bu atomlar kabul edildiklerinde sonuç olarak nispeten yüksek yoğunluklu mikroskop yardımı olmaksızın gözlenebilen farklı bir alan oluşturacaktır. Mikro segrasyonun bir ürünü olan, gözle görülen bu alanlar MAKRO SEGREGASYON alanları olarak adlandırılır.
