Denne artikel introducerer hovedsageligt sammensætningen og mekaniske egenskaber af carbonstålskruematerialer, der almindeligvis anvendes i industrien. Andre såsom aluminiumlegeringer, kobberlegeringer, nikkellegeringer, titaniumlegeringer eller superlegeringer har også forskellige egenskaber og anvendelser.
Ferroalloy kromindhold på mere end 12% kaldes rustfrit stål, fordi chrom er et ikke-ætsende element, så rustfrit stål har god korrosionsbestandighed, jo højere er chromindholdet, desto bedre korrosionsbestandighed. Alle rustfrit stål indeholder kulstof udover jern og krom. Kulstof kan øge hårdheden, men det har en negativ indvirkning på korrosionsbestandigheden, fordi chrom og kulstof kan danne carbider. Chromet i midten af carbiden har ingen antioxidantegenskaber. Når kulstofindholdet stiger, skal også chromindholdet stige, ellers vil korrosionsbestandigheden blive forringet, så det meste af kulstofindholdet i rustfrit stål er meget lavt, og kulstofindholdet skal kontrolleres strengt. Derudover indeholder alle rustfrit stål andre legeringselementer. Hvert element har sine egne egenskaber. For eksempel er nikkel en af de vigtigste elementer, som kan forbedre korrosionsbestandigheden, lav temperatur brølhed og høj temperaturstyrke betydeligt. Derudover er molybdæn, kobber, silicium, aluminium, selen, svovl, antimon, kobolt, titan mv. Alle vigtige legeringselementer, og deres komponenter kan styres og formuleres for at opnå ønskede mekaniske egenskaber.
Årsagen til, at rustfrit stål ikke er let at ruste, er, at metaloverfladen naturligt vil danne en usynlig oxidfilm, som kan forhindre yderligere oxidation. Under behandlingen af skruer, såsom smedhoved og drejning, kan overfladen være forurenet med små metalpartikler, der frembringes af værktøjsmassen, som behandles, og efterfølgende varmebehandling kan også forårsage forurening. Hvis skruen er fremstillet uden at blive rengjort, efter at den er fremstillet, synes udseendet af rust ikke at være en rustprodukt. Faktisk er det forårsaget af urenheder eller urenheder, der begraver på overfladen. Derfor skal de rustfrie stålskruer være surt vasket før forsendelse. Overfladen vil hurtigt danne en oxidfilm og fjerne overfladeforurenende stoffer.
Rustfrit stål er opdelt i fire kategorier: austenit, ferrit, martensit og nedfældningshærdningstål, og hver har sine egne fordele og ulemper. Austenitisk rustfrit stål er den mest udbredte. Ca. 80% af rustfrit stål skruer er lavet af det. Dens mikrostruktur er hovedsageligt austenit. Chrom og nikkel er de vigtigste legeringselementer. Så længe det afkøles, kan dets mekaniske egenskaber forbedres. . Almindeligt anvendt indhold er 18% af chrom, 8% af nikkel hedder 18-8 eller 300-serien. Korrosionsbestandighed er bedre end ferritisk og martensitisk rustfrit stål, og det er ikke magnetisk. Den har højere styrke ved meget lav temperatur eller høj temperatur. Og god sejhed. Austenitiske rustfrit stål indbefatter 301, 302, 303, 303 Se, 304, 305, 384, XM7, 316, 321 og 347.
303 og 303 Se (17/19% krom, 8/10% nikkel) er nemme at dreje og er ikke egnede til koldt kurs. 304 (18/20% krom, 8 / 10,5% nikkel, 0,08% eller mindre kulstof) er egnet til koldt og varmt kryds og har god korrosionsbestandighed. Det bruges almindeligvis til at fremstille komplekse, store, store arbejdskruer. 305 (17/19% krom, 10,5 / 13% nikkel) reducerer arbejdshærdningshastigheden og muliggør let kolddannelse. 384 (15/17% krom, 17/19% nikkel, 0,08% eller mindre carbon) anvendes specielt til forkølede møtrikker og krydsskruer. På grund af det høje nikkelindhold kan arbejdshærdningshastigheden reduceres. 384 Efter kold overskrift er der stadig ingen magnetisme, men andre austenitiske rustfrit stål vil have en lille smule magnetisk efter kold overskrift og skal anneales for at genoprette ikke-magnetiske egenskaber. XM7 (17/19% chrom, 8/10% nikkel, 3/4% kobber) er en forbedret 302 med bedre kulde og lavere omkostninger end 305, 384. 316 (16/18% chrom, 10/14% nikkel, 2/3% molybdæn og 0,08% kulstof) har fremragende halogenkorrosionsbestandighed på grund af tilstedeværelsen af molybdæn og er stadig højere end andre austenitiske rustfrie stål ved forhøjede temperaturer. Høj trækstyrke og latent intensitet. 321 (17/19% chrom, 9/12% nikkel) og 347 (17/19% kobber, 9/13% nikkel) er stabile rustfrie stål. De har god korrosionsbestandighed, selv ved temperaturer op til 820 ° C. Fremstilling af luftfartsindustrien eller skruer, der bruges til at forurene miljøet med høje temperaturer eller kemikalier.
Mikrostrukturen af ferritisk rustfrit stål domineres af ferrit, hvilket tegner sig for ca. 5% af rustfrit stålskruerne. Chrom er det vigtigste legeringselement. Det har magnetiske egenskaber og har bedre korrosionsbestandighed end martensit. Indholdet af andre elementer er meget lille, og dette rustfrit stål er særligt modstandsdygtigt mod rust og korrosion. 430 skruer (14/18% krom, 0,12% eller mindre kulstof) anvendes til fremstilling af skruer. De bruges mest til kolde overskrifter og varme overskrifter. Tilsætningen af svovl i 430F kan forbedre drejevnen. Hvis du overvejer økonomien, materialekost og korrosionsbestandighed, skal du vælge ferritisk rustfrit stål for at gøre skruerne mere passende. Både ferritiske og austenitiske rustfrit stål kan ikke blusses og kan kun trækkes og forkøles for at forbedre deres styrke og hårdhed, men deres duktilitet forringes, så de er normalt annealed for at fjerne resterende spændinger og genoprette duktiliteten.
Martensitisk martensit i rustfrit stål, ca. 10% af rustfri stålskruerne med chrom som hovedlegeringselement, magnetisk, kan blusses for at opnå de højeste mekaniske egenskaber og SAE 5, 8, ASTM A449 klasse, A354 BD niveau tilnærmelse. Korrosionsbestandigheden er dog værre end austenitisk og ferritisk rustfri stål. Skruer er normalt lavet af 400 serie materialer, såsom 410, 416, 416 Se og 431.
410 (12,5 / 13,5% chrom, kulstof under 0,15%) svarer til SAE klasse 5 eller A449. Efter varmebehandling kan det øge styrken og er let at være kold og varm. På grund af det lave chromindhold er det det billigste i alle rustfrit stål. Hvis korrosionsbestandigheden af SAE 5 galvaniserede eller kadmiumbelagte skruer er utilstrækkelig, kan 410 bruges i stedet.
416 og 416 Se (12/14% chrom, mindre end 0,15% kulstof, svovl eller arsen), kan dreje være det bedste af alle rustfrit stål, mekanisk svarende til 410. 431 (15/17% chrom, 1,25 / 2,5% nikkel og 0,2% kulstof) er almindeligt anvendt til fremstilling af luftrumskruer. På grund af deres stærke styrke og korrosionsbestandighed er de lette at kolde og varme. Mekaniske egenskaber er ikke mindre end SAE 8 og ASTM A354 klasse BD.
Nedbørshærdede stålskruer tegner sig for 5% rustfri stålskruer, og deres brug er blevet mere og mere vigtigt. De har korrosionsbestandighed, der kan sammenlignes med austenitets og højstyrkekraften svarende til martensitets. For eksempel er 630 (15,5 / 17,5% krom, 3/5% nikkel, 0,07% eller mindre kulstof, 0,15 / 0,45% yttrium og yttrium), også kendt som 17-4PH, det hyppigst anvendte præcipiteringshærdende stål til Fremstilling af skruer undtagen høj styrke. Duktiliteten er også god, og den kan modstå høje og lave temperaturer.