این مقاله به طور عمده ترکیب و خواص مکانیکی مواد فولادی کربن را که معمولا در صنعت استفاده می شود معرفی می کند. دیگران مانند آلیاژهای آلومینیوم، آلیاژهای مس، آلیاژهای نیکل، آلیاژهای تیتانیوم یا آلیاژهای فوق دارای مشخصات و کاربردهای مختلف هستند.
محتوای کروم فرولویید بیش از 12 درصد از فولاد ضد زنگ نامیده می شود، زیرا کروم یک عنصر غیر خورنده است، بنابراین فولاد ضد زنگ دارای مقاومت خوردگی خوب است، محتوای کروم بالاتر، مقاومت خوردگی بهتر است. تمام فولادهای ضد زنگ حاوی کربن علاوه بر آهن و کروم است. کربن می تواند سختی را افزایش دهد، اما بر روی مقاومت در برابر خوردگی اثر منفی دارد زیرا کروم و کربن می توانند کاربید را تشکیل دهند. کروم در وسط کاربید دارای خواص آنتی اکسیدانی نیست. هنگامی که محتوای کربن افزایش می یابد، مقدار کروم نیز باید افزایش یابد، در غیر این صورت مقاومت خوردگی بدتر خواهد شد، بنابراین بیشتر کربن استیل ضد زنگ بسیار کم است و باید محتوای کربن به شدت کنترل شود. علاوه بر این، تمام فولادهای ضد زنگ حاوی عناصر آلیاژ دیگر هستند. هر عنصر ویژگی های خاص خود را دارد. به عنوان مثال، نیکل یکی از مهمترین عناصر است که می تواند به طور قابل توجهی مقاومت در برابر خوردگی، رطوبتی با درجه حرارت پایین و مقاومت به درجه حرارت بالا را بهبود بخشد. علاوه بر این، مولیبدن، مس، سیلیکون، آلومینیوم، سلنیوم، گوگرد، آنتیموان، کبالت، تیتانیوم و غیره همه عناصر مهم آلیاژی هستند و اجزای آنها می توانند برای رسیدن به خواص مکانیکی مورد نظر کنترل و فرموله شوند.
دلیل اینکه فولاد ضد زنگ زنگ زده آسان نیست، این است که سطح فلز به طور طبیعی یک فیلم اکسید نامرئی را تشکیل می دهد که می تواند اکسیداسیون بیشتری را جلوگیری کند. در طول پردازش پیچها مانند سرخ شدن و چرخاندن، سطح ممکن است با ذرات کوچک فلز تولید شده توسط قالب قالب پردازش شود، و گرمای بعدی نیز ممکن است باعث آلودگی شود. اگر پیچ پس از تولید پاک شود، ظاهر زنگ به نظر نمی رسد زنگ محصول باشد. در حقیقت، این ناخالصی ها یا ناخالصی ها بر روی سطح خاک ایجاد می شود. بنابراین، پیچ های فولادی ضد زنگ باید قبل از حمل شسته شوند. سطح به سرعت یک فیلم اکسید را تشکیل می دهد و آلاینده های سطحی را حذف می کند.
فولاد ضد زنگ به چهار دسته تقسیم می شود: آستنیت، فریت، مارتنزیت و فولاد سخت شدن بارندگی و هر یک دارای مزایا و معایب خاص خود است. فولاد ضد زنگ آستنیتی به طور گسترده استفاده می شود. حدود 80٪ از پیچ های فولادی ضد زنگ از آن ساخته شده است. ریز ساختار آن عمدتا آستنیت است. کروم و نیکل عناصر اصلی آلیاژی هستند. تا زمانی که سرد شود، خواص مکانیکی آن بهبود می یابد. . محتوای معمول استفاده شده 18٪ از کروم است، 8٪ از نیکل 18-8 یا 300 سری نامیده می شود. مقاومت در برابر خوردگی بهتر از فولاد ضد زنگ ferrite و martensitic است و مغناطیسی نیست. این دارای مقاومت بالاتر در دمای بسیار پایین یا درجه حرارت بالا است. و سختی خوب فولاد ضد زنگ آستنیتی شامل 301، 302، 303، 303 Se، 304، 305، 384، XM7، 316، 321 و 347 می باشد.
303 و 303 Se (19/17٪ کروم، 8/10٪ نیکل) به راحتی قابل چرخش هستند و برای سر سرد مناسب نیستند. 304 (کروم 18/20٪، 8 / 10.5٪ نیکل، 0.08٪ یا کمتر کربن) مناسب برای بوته های سرما و گرم است و دارای مقاومت خوردگی خوب است. این معمولا برای تولید پیچ های پیچیده، شکل بزرگ و داغ کار پیچ استفاده می شود. 305 (19/17٪ کروم، 10/5/13٪ نیکل) میزان سخت شدن کار را کاهش می دهد و امکان تشکیل سرد را آسان می کند. 384 (17/17٪ کروم، 17/19٪ نیکل، 0.08٪ یا کمتر کربن) مخصوصا برای آجیل های سرد و جعلی ساخته شده است. با توجه به محتوای نیکل بالا، سرعت سخت شدن کار کاهش می یابد. 384 پس از سرماخوردگی، هنوز هیچ مغناطیسی وجود ندارد، اما دیگر فولادهای ضدزنگ آستنیتی بعد از سرماخوردگی به مقدار کمی از مغناطیسی به وجود می آیند و برای بازیابی خواص غیر مغناطیسی باید حرارت داده شوند. XM7 (19/17٪ کروم، 8/10٪ نیکل، 4/3٪ مس) بهبود 302 با سر سرد بهتر و هزینه کمتر از 305، 384. 316 (18/16٪ کروم، 10/14٪ نیکل، 2/3٪ مولیبدن و 0.08٪ و یا کمتر کربن) دارای مقاومت عالی در برابر خوردگی هالوژن به علت وجود مولیبدن هستند و همچنان بالاتر از سایر فولادهای ضد زنگ آستنیتی در دمای بالا هستند. استحکام کششی بالا و شدت پنهان 321 (19/17٪ کروم، 9/12٪ نیکل) و 347 (19/17٪ مس، 13/9٪ نیکل) فولاد ضد زنگ پایدار هستند. آنها مقاومت در برابر خوردگی خوب حتی در دمای تا 820 درجه سانتیگراد دارند. ساخت صنعت هوافضا یا پیچ های مورد استفاده برای آلوده کردن محیط زیست با درجه حرارت بالا و یا مواد شیمیایی.
ریز ساختار فولاد ضد زنگ ferrite توسط ferrite غالب است که حدود 5٪ از پیچ های فولادی ضد زنگ را تشکیل می دهد. کروم عنصر آلیاژ اصلی است. این خواص مغناطیسی دارد و دارای مقاومت خوردگی بهتر نسبت به مارتنزیت است. محتوای عناصر دیگر بسیار کوچک است و این فولاد ضد زنگ به ویژه زنگ زدگی و خوردگی مقاوم است. 430 پیچ (18/18٪ کروم، 12/0٪ یا کمتر کربن) برای ساخت پیچ استفاده می شود. آنها اغلب برای عنوان سرد و گرم استفاده می شود. اضافه کردن گوگرد در 430F می تواند عملکرد چرخش را بهبود بخشد. اگر شما اقتصاد، هزینه مواد و مقاومت در برابر خوردگی را در نظر بگیرید، فولاد ضدزنگ فریتی را انتخاب کنید تا پیچ ها مناسب تر شوند. هر دو فولاد ضد زنگ ferrite و آستنیتی نمی توانند خشک شوند و تنها می توانند به سختی و سخت شدن آنها به منظور تقویت قدرت و سختی خود، تقویت شوند، اما انعطاف پذیری آنها کاهش می یابد، به طوری که آنها معمولا برای برداشتن تنش های باقی مانده و بازگرداندن قابلیت انعطاف پذیری، حرارت می یابند.
مارتنزیت میکروسیستم ضد زنگ مارتنزیتی، حدود 10٪ از پیچ های ضد زنگ، با کروم به عنوان عنصر اصلی آلیاژ، مغناطیسی، می تواند برای به دست آوردن بالاترین خواص مکانیکی، و SAE 5، 8، ASTM A449 درجه، A354 BD تقریبی. با این حال، مقاومت خوردگی بدتر از فولاد ضد زنگ آستنیتی و فرتی است. پیچ ها معمولا از 400 سری مواد تشکیل دهنده مانند 410، 416، 416 س و 431 ساخته می شوند.
410 (کروم 12.5 / 13.5٪، کربن کمتر از 0.15٪) مشابه SAE grade 5 یا A449 است. پس از درمان گرما، می تواند قدرت را افزایش دهد و به راحتی سرد و گرم است. با توجه به محتوای کروم کم، آن ارزان ترین در تمام فولاد ضد زنگ است. اگر مقاومت در برابر خوردگی پیچ های گالوانیزه یا کادمیوم SAE 5 ناکافی باشد، می توان از آن استفاده کرد 410.
416 و 416 Se (کروم 12/14٪، کمتر از 0.15٪ کربن، گوگرد و آرسنیک)، تبدیل ممکن است بهتر از همه فولادهای ضد زنگ باشد که مکانیکی معادل با 410 است. 431 (17.15٪ کروم، 1.25 / 2.5٪ نیکل و 0.2٪ یا کمتر از کربن) معمولا در ساخت پیچ های هوافضا استفاده می شود. با توجه به مقاومت بالا و مقاومت در برابر خوردگی، آنها به راحتی سرما و گرما هستند. خواص مکانیکی کمتر از SAE 8 و ASTM A354 Class BD نیست.
پیچ های فولادی مقاوم در برابر تهویه 5٪ از پیچ های فولادی ضد زنگ را تشکیل می دهند و استفاده آنها از اهمیت بیشتری برخوردار است. آنها دارای مقاومت خوردگی نسبت به آستنیت و مقاومت بالا نسبت به مارتنزیت است. به عنوان مثال، 630 (5/15٪ 5 / 17.5٪ کروم، 5/3٪ نیکل، 0.07٪ یا کمتر کربن، 0.15 / 0.45٪ یتیم و یتیم) که معمولا به نام 17-4PH نیز شناخته می شود، ساخت پیچ ها، به استثنای قدرت بالا. انعطاف پذیری نیز خوب است و می تواند با درجه حرارت بالا و پایین مقاومت کند.