Ta članek v glavnem uvaja sestavo in mehanske lastnosti vijačnih materialov iz ogljikovega jekla, ki se običajno uporabljajo v industriji. Druge, kot so aluminijeve zlitine, bakrove zlitine, nikljeve zlitine, titanove zlitine ali super zlitine, imajo tudi druge značilnosti in aplikacije.
Vsebnost kromovega feromolga več kot 12% se imenuje nerjavno jeklo, ker je krom nejedrski element, zato ima nerjavno jeklo dobro odpornost proti koroziji, višja je vsebnost kroma, boljša je odpornost na korozijo. Vsa nerjavna jekla vsebujejo ogljik poleg železa in kroma. Ogljik lahko poveča trdoto, vendar ima negativen učinek na odpornost proti koroziji, ker lahko krom in ogljik tvorita karbide. Krom v sredini karbida nima antioksidativnih lastnosti. Ko se vsebnost ogljika poveča, se mora kroma povečati tudi vsebnost kroma, sicer se bo odpornost proti koroziji poslabšala, zato je večina vsebnosti ogljika iz nerjavnega jekla zelo nizka, vsebnost ogljika pa je treba strogo nadzorovati. Poleg tega vsa nerjavna jekla vsebujejo druge legirne elemente. Vsak element ima svoje značilnosti. Na primer, nikelj je eden najpomembnejših elementov, ki lahko bistveno izboljša odpornost na korozijo, krhkost pri nizki temperaturi in visoko temperaturo. Poleg tega so pomembni legirni elementi molibden, baker, silicij, aluminij, selen, žveplo, antimon, kobalt, titan itd., Njihove komponente pa je mogoče nadzorovati in oblikovati, da dobimo želene mehanske lastnosti.
Razlog, zakaj nerjaveče jeklo ni enostavno rjaviti, je, ker bo kovinska površina naravno tvorila nevidni oksidni film, ki lahko prepreči nadaljnjo oksidacijo. Med obdelavo vijakov, kot so kovanje glave in struženje, je površina lahko kontaminirana z majhnimi kovinskimi delci, ki nastanejo pri obdelavi orodnega kalupa, nato pa lahko tudi povzroči kontaminacijo. Če je vijak izdelan, ne da bi ga očistili, potem ko je izdelan, izgleda, da rje ni rjava. Dejansko je to posledica nečistoč ali nečistoč, ki pokrivajo na površini. Zato je treba vijake iz nerjavečega jekla pred odpremo izprati s kislino. Površina bo hitro oblikovala oksidno folijo in odstranila površinske onesnaževalce.
Nerjavno jeklo je razdeljeno na štiri kategorije: avstenit, ferit, martenzit in jeklo za strjevanje, vsaka pa ima svoje prednosti in slabosti. Avstenitno nerjaveče jeklo je najbolj razširjeno. Približno 80% vijakov iz nerjavnega jekla je izdelano iz njega. Njena mikrostruktura je predvsem avstenit. Krom in nikelj sta glavni legirni elementi. Dokler se ohladi, je mogoče izboljšati njegove mehanske lastnosti. . Pogosto uporabljena vsebnost je 18% kroma, 8% niklja se imenuje 18-8 ali serija 300. Odpornost na korozijo je boljša od feritnega in martenzitnega nerjavečega jekla in ni magnetna. Ima višjo trdnost pri zelo nizki temperaturi ali visoki temperaturi. In dobra žilavost. Austenitna nerjavna jekla vključujejo 301, 302, 303, 303 Se, 304, 305, 384, XM7, 316, 321 in 347.
303 in 303 Se (17/19% kroma, 8/10% niklja) se enostavno obrnejo in niso primerne za hladni naslov. 304 (18/20% kroma, 8 / 10,5% niklja, 0,08% ali manj ogljika) je primerna za hladne in vroče lončke in ima dobro odpornost proti koroziji. Običajno se uporablja za izdelavo vijačnih vijakov z vročim delom v obliki velikih dimenzij. 305 (17/19% kroma, 10,5 / 13% niklja) zmanjšuje stopnjo strjevanja in omogoča enostavno hladno oblikovanje. 384 (15/17% kroma, 17/19% niklja, 0,08% ali manj ogljika) se posebej uporablja za hladno kovane matice in navzkrižne vdolbine. Zaradi visoke vsebnosti niklja se lahko zmanjša hitrost pospeševanja. 384 Po hladnem naslavljanju še vedno ni magnetizma, toda druga avstenitna nerjavna jekla bodo po hladnem premiku imela malo magnetnega polja in jo je treba žariti, da bi se obnovile nemagnetne lastnosti. XM7 (17/19% krom, 8/10% niklja, 3/4% bakra) je izboljšan 302 z boljšim hladnim naslovom in nižjimi stroški kot 305, 384. 316 (16/18% kroma, 10/14% niklja, 2/3% molibdena in 0,08% ali manj ogljika) imajo odlično odpornost proti koroziji zaradi halogenskih spojev zaradi prisotnosti molibdena in so pri povišanih temperaturah še vedno višje od drugih avstenitnih nerjavnih jekel. Visoka natezna trdnost in latentna intenzivnost. 321 (17/19% kroma, 9/12% niklja) in 347 (17/19% bakra, 9/13% niklja) sta stabilna nerjavna jekla. Imajo dobro odpornost proti koroziji tudi pri temperaturah do 820 ° C. Izdelava letalske industrije ali vijakov, ki se uporabljajo za kontaminacijo okolja z visokimi temperaturami ali kemikalijami.
V mikrostrukturi feritnega nerjavnega jekla prevladuje ferit, kar predstavlja približno 5% vijakov iz nerjavečega jekla. Krom je glavni legirni element. Ima magnetne lastnosti in boljšo odpornost proti koroziji kot martenzit. Vsebina drugih elementov je zelo majhna in je nerjavno jeklo še posebej odporno proti rji in koroziji. 430 vijakov (14/18% kroma, 0,12% ali manj ogljika) se uporabljajo za izdelavo vijakov. Uporabljajo se predvsem za hladno usmerjanje in vročo smer. Dodajanje žvepla v 430F lahko izboljša učinkovitost obračanja. Če upoštevate ekonomičnost, materialne stroške in odpornost proti koroziji, izberite feritno nerjaveče jeklo, da bi bili vijaki primernejši. Tako feritna kot avstenitna nerjavna jekla ni mogoče ugasniti in jih je mogoče povleči in hladno ojačiti, da izboljšajo svojo trdnost in trdoto, vendar se njihova duktilnost poslabša, zato se običajno žarijo, da odstranijo preostale napetosti in obnovijo duktilnost.
Martenzitna mikrostruktura martenzita iz nerjavečega jekla, okoli 10% vijakov iz nerjavečega jekla, s kromom kot glavnim legirnim elementom, magnetnim, se lahko ugasni, da se dosežejo najvišje mehanske lastnosti, in SAE 5, 8, ASTM A449, A354 BD približevanje ravni. Vendar pa je korozijska odpornost slabša od avstenitnih in feritnih nerjavnih jekel. Vijaki so običajno izdelani iz 400 serijskih materialov, kot so 410, 416, 416 Se in 431.
410 (12,5 / 13,5% kroma, ogljik pod 0,15%) je podoben SAE 5 ali A449. Po toplotni obdelavi lahko poveča moč in je lahko hladno in vroče. Zaradi nizke vsebnosti kroma je najcenejša v vseh nerjavnih jekla. Če je korozijska obstojnost SAE 5 pocinkanih ali kadmijevih vijakov nezadostna, lahko uporabimo 410.
416 in 416 Se (12/14% kroma, manj kot 0,15% ogljika, žvepla ali arzena), je lahko struženje najboljša od vseh nerjavnih jekel, mehanično enakovredna 410. 431 (15/17% kroma, 1,25 / 2,5% nikelj in 0,2% ali manj ogljika) se pogosto uporabljajo pri izdelavi zračnih vijakov. Zaradi svoje visoke trdnosti in odpornosti proti koroziji so lahko hladni in vroči. Mehanske lastnosti niso nič manj kot SAE 8 in ASTM A354 Class BD.
Vijaki iz nerjavečega jekla, ki so obarvani s padavinami, predstavljajo 5% vijakov iz nerjavečega jekla, njihova uporaba pa postaja vse bolj pomembna. Imajo odpornost proti koroziji, ki je primerljiva z austenitom in visoko trdnostjo, enakovredno tisti iz martenzita. Na primer, 630 (15,5 / 17,5% kroma, 3/5% niklja, 0,07% ali manj ogljika, 0,15 / 0,45% itrija in itrija), znan tudi kot 17-4PH, je najpogosteje uporabljeno jeklo za obarjanje izdelava vijakov, razen za visoko trdnost. Tudi duktilnost je dobra in lahko vzdrži visoke in nizke temperature.