پیچ های فولادی کربنی - بیش از 90٪ از پیچ های ساخته شده از فولاد کربن ساخته شده است، زیرا آنها دارای خواص پردازشی خوب و آسان برای به دست آوردن و ارزان هستند. پیچ های فولادی کربن بیش از 100 درجه استحکام دارند و عمدتا برای اهداف خاص استفاده می شوند. نمرات بسیاری وجود دارد که معمولا در مهندسی استفاده می شود. درجه استحکام پیچ فولاد کربن به سه دسته تقسیم می شود: فولاد کربن کم (کربن کمتر از 0.3٪)، فولاد کربن متوسط (کربن 0.3 ~ 0.6٪) و فولاد آلیاژی. فولاد آلیاژی به فولاد آلیاژی پایین (محتوای عناصر آلیاژ کمتر از 8٪) و فولادهای پر آلیاژ (محتوای عناصر آلیاژ> 8٪)، فولادهای کربنی (محتوای کربن 0.6٪) برای ساخت پیچ های مناسب مناسب نیست به شدت و سختی آنها در پردازش. در حال حاضر، بیشترین اشاره شده توسط صنعت SAE J429 سیستم درجه بندی پیچ است. 10 درجه از درجه 1 فولاد کم کربن به درجه فولاد آلیاژی 8 وجود دارد که از جمله مهمترین نمرات نیز در مشخصات ASTM مانند A307، A449، A325 و A354 ذکر شده است. و A490 و غیره سیستم درجه بندی برای پیچ های فلزی متریک کربن شرح داده شده در ISO 898 / I بسیار مشابه SAE J429 است. ASTM F568 یک کپی از ISO 898 / I است و توصیف طبقه بندی پیچ ها که معمولا در آمریکای شمالی استفاده می شود.
پیچ های فولادی کم کربن معمولا ترکیب شیمیایی مواد استفاده شده AISI 1006، 1008، 1016، 1018، 1021 و 1022 است، چنین پیچ های معادل کلاس SAE، ASTM A307 کلاس A، ASTM F568 کلاس 4.6، با پردازش خوب، می تواند کار سرد قدرت را بهبود می بخشد و همچنین می تواند سطح سخت و جوش داده شود. درجه A307 درجه B برای اتصالات و فلنج استفاده می شود. بجز افزایش سطح بالای استحکام کششی، خواص دیگر همانند درجه A307A است. هدف از تنظیم حد بالای استحکام کششی، آسیب رساندن به فلنج چدن قبل از شکستن آن زمانی است که پیچ به صورت قفل شده باشد، بنابراین حفاظت از خطوط گران تر، دریچه ها، و غیره
پیچ های فولادی متوسط کربن می تواند به طور قابل توجهی افزایش استحکام کششی خود را از طریق عملیات حرارتی افزایش دهد. مواد معمولی استفاده شده عبارتند از AISI 1030، 1035، 1038 و 1541. این مواد دارای پردازش مناسب هستند، اما زمانی که محتوای کربن افزایش می یابد، پردازش مشکل می شود. از آنجا که ابزار و قالب هایی که برای ماشینکاری مورد استفاده قرار می گیرند بسیار راحت هستند، عمر مفید کاهش می یابد. بنابراین، پردازش طبیعی یا درمان اسپرودرینگ معمولا قبل از پردازش انجام می شود تا قدرت را کاهش دهد و چرخش را تسهیل می کند. به عنوان مثال، اگر مقدار کربن کمتر از 0.5٪ باشد، آنیلینگ و نرمال سازی می تواند توزیع مارنزیت را یکنواخت تر و بهبود عملکرد چرخش را افزایش دهد. اگر مقدار کربن بیش از 0.5٪ باشد، می توان آن را به منظور بهبود عملکرد چرخش به صورت اسپرهیدزد.
استحکام پیچ برش حرارت به طور مستقیم به اندازه پیچ بستگی دارد. هنگامی که ترکیب شیمیایی پیچ یکسان است و روش عملیات حرارتی یکسان است، اندازه بزرگتر، قدرت کمتر است. به عنوان مثال، قدرت کلاس SAE 5 و پیچ امپراتوری ASTM A449 بزرگ است. اندازه کمتر از اندازه است. با این حال، ایزو 8.8 و 9.8 پیچ و مهره دقیقا مشابه نیست. پیچ های 9.8 با قطر 16 میلی متر یا کمتر دارای قدرت بیشتری هستند، اما پیچ های 8.8 درجه دارای قدرت بیشتری هستند. استفاده از فولاد کربنی متوسط می تواند 8/8 درجه 24 میلیمتر قدرت پیچ را تولید کند، اگر تولید 24 میلی متر و یا بیشتر، شما نیاز به استفاده از فولاد آلیاژی، مانند درجه 10.9، و درمان گرما بعد از استحکام بیشتر ایده آل است.
فولاد ضدزنگ فولاد با استحکام کششی بالاتر از سایر فلزات دارای استحکام کششی بیشتری نسبت به سایر فلزات است، در حالیکه توان تراکم محاسبه شده براساس واحد مقاومت کششی کمترین مقدار را نشان می دهد که قابلیت انعطاف پذیری عالی و بهترین تراز بین مواد را دارد. به همین دلیل است که SAE کلاس 5، ASTM A449، ASTM A325، F568 8.8 و 9.8 به دلیل هزینه، راحتی تولید و خواص مکانیکی، پیشرفت های سخت افزاری پیچیده ای هستند که بیشترین استفاده را دارند.
هنگامی که محتوای منگنز در فولاد کربن بیشتر از 1.65٪ باشد، محتوای سیلیکون بیشتر از 0.6٪، محتوای مس بالاتر از 0.6٪ یا محتوای کروم کمتر از 4٪ است (اگر بیشتر از 4٪، نزدیک به ضدزنگ فولاد)، و یا حاوی مقدار رقیق از آلومینیوم، مس، بور، کبالت، مولیبدن، نیکل، تیتانیوم، وانادیوم، زیرکونیوم، و یا دیگر عناصر اضافه شده برای ایجاد درجه خاصی از نفوذ، این زمان به نام فولاد آلیاژی است. ترکیبات معمولی آلیاژ فولاد AISI 1335 (فولاد منگنز)، 4037 (فولاد مولیبدن)، 4140 (فولاد کروم مولیبدن)، 4340 (فولاد نیکل-کروم مولیبدن)، 8637 (فولاد نیکل-کروم-مولیبدن) و 8740 ( فولاد نیکل-کروم-مولیبدن)، تا زمانی که خواص مکانیکی آن را درک کنید، می دانید که چرا به طور گسترده استفاده می شود.