Тази статия представя основно състава и механичните свойства на винтовите материали от въглеродна стомана, които обикновено се използват в промишлеността. Други, като алуминиеви сплави, медни сплави, никелови сплави, титанови сплави или сплави, също имат различни характеристики и приложения.
Съдържанието на фероалуминиев хром над 12% се нарича неръждаема стомана, тъй като хромът е некорозивен елемент, така че неръждаемата стомана има добра корозионна устойчивост, колкото по-високо е съдържанието на хром, толкова по-добра е устойчивостта на корозия. Всички неръждаеми стомани съдържат въглерод в допълнение към желязо и хром. Въглеродът може да увеличи твърдостта, но има неблагоприятен ефект върху устойчивостта на корозия, защото хромът и въглеродът могат да образуват карбиди. Хромът в средата на карбида няма антиоксидантни свойства. Когато съдържанието на въглерод нараства, съдържанието на хром също трябва да се увеличи, в противен случай устойчивостта на корозия ще се влоши, така че по-голямата част от съдържанието на въглерод от неръждаема стомана е много ниска и съдържанието на въглерод трябва да бъде строго контролирано. Освен това, всички неръждаеми стомани съдържат други сплавни елементи. Всеки елемент има свои собствени характеристики. Например, никелът е един от най-важните елементи, който може значително да подобри устойчивостта на корозия, ниска температурата на чупливост и висока якост на температурата. В допълнение молибден, мед, силиций, алуминий, селен, сяра, антимон, кобалт, титан и др. Са важни легиращи елементи и техните компоненти могат да бъдат контролирани и формулирани, за да се получат желаните механични свойства.
Причината, поради която неръждаемата стомана не е лесна за ръжда, е, че металната повърхност естествено ще образува невидим оксиден филм, който може да предотврати по-нататъшно окисляване. По време на обработката на винтове, като коване на глави и завъртане, повърхността може да бъде замърсена с малки метални частици, генерирани от обработваната матрица и последващата топлинна обработка може също да причини замърсяване. Ако винтът се произвежда без да се почиства, след като е произведен, появата на ръжда изглежда не е продукт на ръжда. Всъщност това се дължи на примеси или примеси, погребвани на повърхността. Затова винтовете от неръждаема стомана трябва да се измиват с киселина преди транспортиране. Повърхността бързо ще оформи оксиден филм и ще премахне повърхностните замърсители.
Неръждаемата стомана е разделена на четири категории: аустенит, ферит, мартензит и втвърдяваща стомана, като всяка от тях има свои предимства и недостатъци. Аустенитната неръждаема стомана е най-широко използваната. Около 80% от винтовете от неръждаема стомана са направени от него. Микроструктурата му е основно аустенит. Хромът и никелът са основните легиращи елементи. Докато се охлажда, неговите механични свойства могат да бъдат подобрени. , Обичайно използваното съдържание е 18% хром, 8% никел се нарича 18-8 или 300 серии. Корозионната устойчивост е по-добра от феритна и мартензитна неръждаема стомана и не е магнитна. Има по-голяма якост при много ниска температура или висока температура. И добра твърдост. Аустенитните неръждаеми стомани включват 301, 302, 303, 303 Se, 304, 305, 384, XM7, 316, 321 и 347.
303 и 303 Se (17/19% хром, 8/10% никел) се завиват лесно и не са подходящи за студено натоварване. 304 (18/20% хром, 8/10,5% никел, 0.08% или по-малко въглерод) е подходящ за студени и горещи тигели и има добра устойчивост на корозия. Той обикновено се използва за производство на сложни, големи големи болтове за гореща работа. 305 (17/19% хром, 10,5 / 13% никел) намалява скоростта на втвърдяване на работното място и позволява лесно оформяне на студено. 384 (15/17% хром, 17/19% никел, 0.08% или по-малко въглерод) е специално използван за студени ковани гайки и кръстосани винтове. Благодарение на високото съдържание на никел, скоростта на втвърдяване може да бъде намалена. 384 След студено натоварване все още няма магнетизъм, но други аустенитни неръждаеми стомани ще имат малко магнитно поле след студено направление и трябва да бъдат закалени за възстановяване на немагнитни свойства. XM7 (17/19% хром, 8/10% никел, 3/4% мед) е подобрена 302 с по-добро охлаждане и по-ниска цена от 305, 384. 316 (16/18% хром, 2/3% молибден и 0,08% или по-малко въглерод) имат отлична устойчивост на корозия на халогенни съединения, дължаща се на наличието на молибден и са все още по-високи от другите аустенитни неръждаеми стомани при повишени температури. Висока якост на опън и латентна интензивност. 321 (17/19% хром, 9/12% никел) и 347 (17/19% мед, 9/13% никел) са стабилни неръждаеми стомани. Те имат добра корозионна устойчивост дори при температури до 820 ° C. Производство на космическа промишленост или винтове, използвани за замърсяване на околната среда с високи температури или химикали.
Микроструктурата на феритна неръждаема стомана е доминирана от ферит, който представлява около 5% от винтовете от неръждаема стомана. Хромът е основният елемент на легиране. Той има магнитни свойства и има по-добра устойчивост на корозия от мартензита. Съдържанието на други елементи е много малко и тази неръждаема стомана е особено устойчива на ръжда и корозия. За изработване на винтове се използват 430 винта (14/18% хром, 0,12% или по-малко въглерод). Те се използват предимно за охлаждане и горещо направление. Добавянето на сяра в 430F може да подобри въртенето. Ако имате предвид икономията, материалните разходи и корозионната устойчивост, изберете феритна неръждаема стомана, за да направят винтовете по-подходящи. И двете феритни и аустенитни неръждаеми стомани не могат да бъдат охладени и могат да бъдат изтеглени и подсилени чрез студено, за да се подобри тяхната здравина и твърдост, но тяхната пластичност се влошава, така че обикновено се темперират, за да се отстранят остатъчните натоварвания и да се възстанови пластичността.
Мартезитичната неръждаема стоманена микроструктура мартензит, около 10% от винтовете от неръждаема стомана, с хром като основен елемент на сплав, магнитна, може да бъде охладена, за да се получат най-високи механични свойства и SAE 5, 8, ASTM A449 степен, A354 BD сближаване на нивото. Корозионната устойчивост обаче е по-лоша от тази на аустенитните и феритни неръждаеми стомани. Винтовете обикновено се изработват от 400 серия материали, като например 410, 416, 416 Se и 431.
410 (12,5 / 13,5% хром, въглерод под 0,15%) е подобен на SAE степен 5 или A449. След топлинна обработка тя може да увеличи здравината и лесно да бъде студена и гореща. Поради ниското си съдържание на хром, това е най-евтиният продукт за всички неръждаеми стомани. Ако устойчивостта на корозия на поцинковани или кадмиеви винтове SAE 5 е недостатъчна, вместо това може да се използва 410.
416 и 416 Se (12/14% хром, по-малко от 0.15% въглерод, сяра или арсен), завъртането може да бъде най-доброто от всички неръждаеми стомани, механично еквивалентни на 410. 431 (15/17% хром, 1.25 / никел и 0,2% или по-малко въглерод) обикновено се използват при производството на космически винтове. Поради своята висока якост и устойчивост на корозия, те са лесни за студено и горещо. Механичните свойства са не по-малки от SAE 8 и ASTM A354 Class BD.
Удароустойчивите стоманени винтове представляват 5% от винтовете от неръждаема стомана и използването им става все по-важно. Те имат устойчивост на корозия, сравнима с тази на аустенита и висока якост, еквивалентна на тази на мартензита. Например 630 (15,5 / 17,5% хром, 3/5% никел, 0,07% или по-малко въглерод, 0,15 / 0,45% итрий и итрий), известен също като 17-4PH, е най-често използваната утаяваща стомана за втвърдяване производство на винтове, с изключение на висока якост. Еластичността също е добра и може да издържи на високи и ниски температури.