Tento článok predstavuje hlavne zloženie a mechanické vlastnosti materiálov z uhlíkových ocelí, ktoré sa bežne používajú v priemysle. Iné, ako sú zliatiny hliníka, zliatiny medi, zliatiny niklu, zliatiny titánu alebo superzliatiny, majú tiež rozdielne vlastnosti a aplikácie.
Obsah ferozliatanu chrómu viac ako 12% sa nazýva nehrdzavejúca oceľ, pretože chróm je nehrdzavejúci prvok, takže nehrdzavejúca oceľ má dobrú odolnosť voči korózii, čím je obsah chrómu vyšší, tým lepšia je odolnosť voči korózii. Všetky nehrdzavejúce ocele obsahujú uhlík okrem železa a chrómu. Uhlík môže zvýšiť tvrdosť, ale má nepriaznivý vplyv na odolnosť proti korózii, pretože chróm a uhlík môžu tvoriť karbidy. Chróm v strede karbidu nemá žiadne antioxidačné vlastnosti. Pri zvyšovaní obsahu uhlíka sa musí zvýšiť aj obsah chrómu, inak sa odolnosť voči korózii zhorší, takže väčšina obsahu uhlíka z nehrdzavejúcej ocele je veľmi nízka a obsah uhlíka musí byť prísne kontrolovaný. Navyše všetky nehrdzavejúce ocele obsahujú ďalšie legujúce prvky. Každý prvok má svoje vlastné charakteristiky. Napríklad nikel je jedným z najdôležitejších prvkov, ktorý môže výrazne zlepšiť odolnosť proti korózii, krehkosť pri nízkej teplote a vysokú tepelnú pevnosť. Okrem toho sú všetky dôležité legujúce prvky molybdén, meď, kremík, hliník, selén, síra, antimón, kobalt, titán a ich zložky môžu byť riadené a formulované tak, aby sa získali požadované mechanické vlastnosti.
Dôvod, prečo nehrdzavejúca oceľ nie je ľahko rezistentná, je preto, že kovový povrch prirodzene vytvorí neviditeľný oxidový film, ktorý môže zabrániť ďalšej oxidácii. Počas spracovania skrutiek, ako sú kovacie hlavy a sústruženie, môže byť povrch kontaminovaný malými kovovými časticami vytvorenými spracovávanou nástrojovou formou a následné tepelné spracovanie môže tiež spôsobiť kontamináciu. Ak sa skrutka vyrába bez vyčistenia po jej výrobe, zdá sa, že vzhľad rezu nie je produktová hrdza. V skutočnosti je to spôsobené nečistotami alebo nečistotami, ktoré sa na povrchu pokrývajú. Skrutky z nehrdzavejúcej ocele preto musia byť pred odoslaním omyté kyselinou. Povrch rýchlo vytvorí oxidový film a odstráni povrchové nečistoty.
Nerezová oceľ je rozdelená do štyroch kategórií: austenit, ferit, martenzit a zrážacia kalená oceľ a každý má svoje vlastné výhody a nevýhody. Najpoužívanejšia je austenitická nehrdzavejúca oceľ. Z neho sú vyrobené okolo 80% skrutiek z nehrdzavejúcej ocele. Jeho mikroštruktúrou je hlavne austenit. Chróm a nikel sú hlavné legujúce prvky. Pokiaľ je chladený, môžu sa zlepšiť jeho mechanické vlastnosti. , Bežne používaný obsah je 18% chrómu, 8% niklu sa nazýva 18-8 alebo 300 séria. Odolnosť proti korózii je lepšia ako feritická a martenzitická nehrdzavejúca oceľ a nie je magnetická. Má vyššiu pevnosť pri veľmi nízkej teplote alebo pri vysokej teplote. A dobrá húževnatosť. Austenitické nehrdzavejúce ocele zahŕňajú 301, 302, 303, 303 Se, 304, 305, 384, XM7, 316, 321 a 347.
303 a 303 Se (17/19% chrómu, 8/10% niklu) sa ľahko otáčajú a nie sú vhodné na nasadenie za studena. 304 (18/20% chróm, 8/10,5% niklu, 0,08% alebo menej uhlíka) je vhodný pre studené a teplé tégliky a má dobrú odolnosť proti korózii. Obvykle sa používajú na výrobu skrutiek s vysokou rozmerovou hmotnosťou, s veľkými rozmermi. 305 (17/19% chróm, 10,5 / 13% niklu) znižuje rýchlosť tvrdnutia a umožňuje ľahké tvárnenie za studena. 384 (15/17% chróm, 17/19% niklu, 0,08% alebo menej uhlíka) sa používa špeciálne na výrobu kovaných matíc a skrutiek s krížovou drážkou. Vďaka vysokému obsahu niklu sa môže znížiť rýchlosť vytvrdzovania. 384 Po studenej hlave ešte nie je žiadny magnetizmus, ale iné austenitické nehrdzavejúce ocele budú mať trochu magnetické po studenej hlave a musia byť žíhané na obnovenie nemagnetických vlastností. XM7 (17/19% chróm, 8/10% niklu, 3/4% medi) je vylepšený 302 s lepšou studenou polohou a nižšími nákladmi ako 305, 384. 316 (16/18% chróm, 10/14% 2/3% molybdénu a 0,08% alebo menej uhlíka) majú vynikajúcu odolnosť proti korózii v dôsledku prítomnosti molybdénu a sú ešte vyššie ako iné austenitické nehrdzavejúce ocele pri zvýšených teplotách. Vysoká pevnosť v ťahu a latentná intenzita. 321 (17/19% chrómu, 9/12% niklu) a 347 (17/19% medi, 9/13% niklu) sú stabilné nehrdzavejúce ocele. Majú dobrú odolnosť proti korózii aj pri teplotách do 820 ° C. Výroba leteckého priemyslu alebo skrutky používané na kontamináciu životného prostredia vysokými teplotami alebo chemikáliami.
Na mikroštruktúre feritickej nehrdzavejúcej ocele dominuje ferit, ktorý predstavuje približne 5% skrutiek z nehrdzavejúcej ocele. Chróm je hlavným prvkom zliatiny. Má magnetické vlastnosti a lepšiu odolnosť voči korózii ako martenzit. Obsah iných prvkov je veľmi malý a táto nehrdzavejúca oceľ je obzvlášť odolná proti korózii a korózii. Na výrobu skrutiek sa používajú 430 skrutiek (14/18% chrómu, 0,12% alebo menej uhlíka). Používajú sa väčšinou na studenú hlavičku a na vyhrievanie. Prídavok síry v 430F môže zlepšiť točivý výkon. Ak zvážite ekonomiku, materiálové náklady a odolnosť voči korózii, vyberte feritickú nehrdzavejúcu oceľ, aby ste skrutky vhodnejšie. Feritické aj austenitické nehrdzavejúce ocele nie je možné ochladiť a môžu sa ťahať a stuhnúť len za studena, aby sa zlepšila ich pevnosť a tvrdosť, ale ich ťažnosť sa zhoršuje, takže sa zvyčajne žíhajú, aby sa odstránili zvyškové napätia a obnovila ťažnosť.
Martenzitový nerezový mikroštruktúrny martenzit, približne 10% skrutiek z nehrdzavejúcej ocele, s chrómom ako hlavným legujúcim prvkom, magnetický, sa dá ochladiť, aby sa získali najvyššie mechanické vlastnosti a dosiahnutie úrovne SAE 5, 8, ASTM A449, A354 BD. Avšak odolnosť voči korózii je horšia ako rezistencia na austenitické a feritické nehrdzavejúce ocele. Skrutky sa zvyčajne vyrábajú zo 400 materiálov, napríklad 410, 416, 416 Se a 431.
410 (12,5 / 13,5% chróm, uhlík pod 0,15%) je podobný SAE stupeň 5 alebo A449. Po tepelnom spracovaní môže zvýšiť pevnosť a je ľahké byť studené a horúce. Vzhľadom na nízky obsah chrómu je najlacnejší vo všetkých nehrdzavejúcich oceľoch. Ak odolnosť voči korózii skrutiek pozinkovaného alebo kadmiom SAE 5 nie je dostatočná, môže sa použiť miesto 410.
416 a 416 Se (12/14% chrómu, menej ako 0,15% uhlíka, síry alebo arzénu), otáčanie môže byť najlepšie zo všetkých nehrdzavejúcich ocelí mechanicky zodpovedajúcich 410. 431 (15/17% chrómu, 1,25 / 2,5% nikel a 0,2% alebo menej uhlíka) sa bežne používajú pri výrobe leteckých skrutiek. Vďaka svojej vysokej pevnosti a odolnosti voči korózii sú ľahko studené a horúce. Mechanické vlastnosti nie sú menšie ako SAE 8 a ASTM A354 trieda BD.
Skrutky z tvrdenej ocele predstavujú 5% skrutiek z nehrdzavejúcej ocele a ich používanie je čoraz dôležitejšie. Majú odolnosť proti korózii porovnateľnú s odolnosťou voči austenitu a vysokú pevnosť, ktorá je rovnocenná odolnosti martenzitu. Napríklad 630 (15,5 / 17,5% chrómu, 3/5% niklu, 0,07% alebo menej uhlíka, 0,15 / 0,45% ytrium a ytrium), tiež známy ako 17-4PH, je najbežnejšie používaná zrážacia kalená oceľ pre výroba skrutiek okrem vysokej pevnosti. Tažnosť je tiež dobrá a môže vydržať vysoké a nízke teploty.