บทความนี้กล่าวถึงองค์ประกอบและสมบัติทางกลของวัสดุสกรูคาร์บอนสเตนที่ใช้ในอุตสาหกรรมทั่วไป ส่วนอื่น ๆ เช่นโลหะผสมอลูมิเนียมอัลลอยด์โลหะผสมทองแดงโลหะผสมนิกเกิลอัลลอยไทเทเนียมหรืออัลลอยด์ชนิดพิเศษมีลักษณะและการใช้งานที่แตกต่างกัน
เนื้อหาของโครเมียม Ferroalloy มากกว่า 12% เรียกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมเนื่องจากโครเมียมเป็นส่วนประกอบที่ไม่มีฤทธิ์กัดกร่อนดังนั้นเหล็กกล้าไร้สนิมจึงมีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดียิ่งขึ้นปริมาณโครเมียมที่สูงขึ้นทำให้ความต้านทานการกัดกร่อนดีขึ้น เหล็กกล้าไร้สนิมทั้งหมดประกอบด้วยคาร์บอนนอกเหนือจากเหล็กและโครเมียม คาร์บอนสามารถเพิ่มความแข็ง แต่มีผลกระทบต่อความต้านทานการกัดกร่อนเนื่องจากโครเมียมและคาร์บอนสามารถสร้างคาร์ไบด์ได้ โครเมียมที่อยู่ตรงกลางของคาร์ไบด์ไม่มีคุณสมบัติต้านอนุมูลอิสระ เมื่อปริมาณคาร์บอนเพิ่มขึ้นเนื้อหาโครเมียมก็จำเป็นต้องเพิ่มขึ้นมิฉะนั้นความต้านทานต่อการผุกร่อนจะเสื่อมลงดังนั้นปริมาณคาร์บอนสเตนเลสส่วนใหญ่จะต่ำมากและต้องมีการควบคุมปริมาณคาร์บอนอย่างเข้มงวด นอกจากนี้เหล็กกล้าไร้สนิมทั้งหมดยังมีส่วนประกอบอัลลอยอื่น ๆ อีกด้วย แต่ละองค์ประกอบมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง ตัวอย่างเช่นนิกเกิลเป็นหนึ่งในองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดซึ่งสามารถปรับปรุงความต้านทานต่อการกัดกร่อนความเคี้ยวของอุณหภูมิต่ำและความแข็งแรงของอุณหภูมิสูง นอกจากนี้โมลิบดีนัมทองแดงซิลิคอนอลูมิเนียมซีลีเนียมกำมะถันพลวงโคบอลต์ไททาเนียม ฯลฯ เป็นองค์ประกอบของธาตุผสมที่สำคัญทั้งหมดและสามารถควบคุมส่วนประกอบของส่วนประกอบเหล่านี้เพื่อให้ได้สมบัติเชิงกลที่ต้องการ
เหตุผลที่เหล็กกล้าไร้สนิมไม่ใช่เรื่องง่ายในการเกิดสนิมเนื่องจากพื้นผิวโลหะจะสร้างฟิล์มอ๊อกไซด์ที่มองไม่เห็นได้โดยธรรมชาติซึ่งสามารถป้องกันการเกิดออกซิเดชันต่อไปได้ ในระหว่างการประมวลผลของสกรูเช่นการปลอมหัวและการเปลี่ยนผิวอาจปนเปื้อนอนุภาคโลหะขนาดเล็กที่สร้างขึ้นโดยแม่พิมพ์เครื่องมือที่มีการประมวลผลและการรักษาความร้อนที่ตามมาอาจทำให้เกิดการปนเปื้อน หากสกรูผลิตโดยไม่ต้องทำความสะอาดหลังจากที่ผลิตขึ้นการปรากฏตัวของสนิมดูเหมือนจะไม่เป็นสนิมของผลิตภัณฑ์ อันที่จริงมันเกิดจากสิ่งสกปรกหรือสิ่งสกปรกที่ฝังอยู่บนผิว ดังนั้นสกรูสแตนเลสจึงต้องมีการล้างด้วยกรดก่อนการขนส่ง พื้นผิวจะสร้างฟิล์มออกไซด์ได้อย่างรวดเร็วและขจัดสิ่งสกปรกบนพื้นผิว
เหล็กกล้าไร้สนิมแบ่งออกเป็น 4 ประเภท ได้แก่ austenite, ferrite, martensite และ precipitation-hardening steel และแต่ละชนิดมีข้อดีและข้อเสียของตัวเอง เหล็กสแตนเลส Austenitic เป็นที่นิยมใช้กันมากที่สุด มีสกรูทำจากสแตนเลสสตีลประมาณ 80% โครงสร้างจุลภาคของมันส่วนใหญ่เป็น austenite โครเมี่ยมและนิกเกิลเป็นองค์ประกอบหลัก ตราบเท่าที่มีการระบายความร้อนสมบัติทางกลของมันจะดีขึ้น . เนื้อหาที่ใช้ทั่วไปคือ 18% ของโครเมียม 8% ของนิกเกิลเรียกว่า 18-8 หรือ 300 ซีรีส์ ความต้านทานการกัดกร่อนดีกว่าสเตนเลสเฟอร์ไรท์และมาร์เทนซิสและไม่เป็นแม่เหล็ก มีความแข็งแรงสูงกว่าในอุณหภูมิที่ต่ำหรือมีอุณหภูมิสูง และความเหนียวที่ดี เหล็กสแตนเลส Austenitic ได้แก่ 301, 302, 303, 303 Se, 304, 305, 384, XM7, 316, 321 และ 347
303 และ 303 Se (17/19% โครเมียม, นิกเกิล 8/10%) ง่ายต่อการพลิกกลับและไม่เหมาะสำหรับการรีดเย็น 304 (18/20% โครเมียม, นิกเกิล 8 / 10.5%, คาร์บอน 0.08% หรือน้อยกว่า) เหมาะสำหรับปูนซีเมนต์เย็นและร้อนและมีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดี เป็นที่นิยมใช้ในการผลิตสกรูขนาดใหญ่ที่มีรูปร่างซับซ้อนและมีขนาดใหญ่ 305 (17/19% โครเมียม, นิกเกิล 10.5 / 13) ลดอัตราการแข็งตัวของงานและช่วยให้สามารถขึ้นรูปเย็นได้ง่าย 384 (15/17% โครเมียม, นิกเกิล 17/19%, คาร์บอน 0.08% หรือน้อยกว่า) ใช้เป็นพิเศษสำหรับถั่วปลอมปลอมแบบเย็นและสกรูยึดไขว้ เนื่องจากปริมาณนิกเกิลที่สูงทำให้ความเร็วในการแข็งตัวของชิ้นงานลดลง 384 หลังจากเย็นเยือกแล้วยังคงไม่มีแม่เหล็ก แต่สเตนเลส austenitic อื่น ๆ จะมีแม่เหล็กเล็ก ๆ น้อย ๆ หลังเย็นและต้องอบอ่อนเพื่อคืนค่าคุณสมบัติที่ไม่ใช่แม่เหล็ก XM7 (17/19% โครเมียม, 8/10% นิกเกิล, 3/4% ทองแดง) เป็น 302 ที่ดีขึ้นโดยมีอัตราการเย็นที่ดีขึ้นและต้นทุนต่ำกว่า 305, 384 316 (16/18% โครเมียม, นิกเกิล 10/14% โมลิบดีนัม 2/3% และคาร์บอน 0.08% หรือน้อยกว่า) มีความต้านทานต่อการกัดกร่อนของฮาโลเจนได้ดีเนื่องจากมีโมลิบดีนัมและยังคงสูงกว่าเหล็กกล้าไร้สนิมออสเตนอิกอื่น ๆ ที่อุณหภูมิสูง ความต้านทานแรงดึงสูงและความเข้มแฝง 321 (17/19% โครเมียม, 9/12% นิกเกิล) และ 347 (17/19% ทองแดง, 9/13% นิกเกิล) เป็นเหล็กกล้าไร้สนิมที่มีเสถียรภาพ มีความทนทานต่อการกัดกร่อนได้ดีแม้ในอุณหภูมิที่สูงถึง 820 ° C การผลิตอุตสาหกรรมการบินและอวกาศหรือสกรูที่ใช้ในการปนเปื้อนสิ่งแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงหรือสารเคมี
โครงสร้างเหล็กของเหล็กกล้าไร้สนิมเฟอร์ไรท์ถูกควบคุมโดยเฟอร์ไรท์ซึ่งมีสกรูนด์สเตนเลสประมาณ 5% โครเมี่ยมเป็นธาตุผสมหลัก มีสมบัติทางแม่เหล็กและมีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีกว่ามาร์เทนไซท์ เนื้อหาขององค์ประกอบอื่น ๆ มีขนาดเล็กมากและเหล็กกล้าไร้สนิมนี้ทนทานต่อสนิมและการกัดกร่อนได้ดี ใช้สกรู 430 สกรู (14/18% โครเมียม 0.12% หรือน้อยกว่าคาร์บอน) พวกเขาส่วนใหญ่จะใช้สำหรับหัวเย็นและหัวร้อน การเพิ่มกำมะถันใน 430F สามารถปรับปรุงสมรรถนะการหมุนได้ หากพิจารณาถึงต้นทุนทางเศรษฐกิจค่าวัสดุและความต้านทานการกัดกร่อนให้เลือกสเตนเลสเฟอร์ไรท์เพื่อให้เหมาะสมกับสกรูมากขึ้น เหล็กกล้าไร้สนิมทั้งแบบ ferritic และ austenitic ไม่สามารถดับและสามารถดึงและเสริมแรงด้วยความเย็นเพื่อเพิ่มความแข็งแรงและความแข็งของพวกเขา แต่ความเหนียวของพวกมันจะเสื่อมลงดังนั้นจึงมักจะได้รับการอบอ่อนเพื่อขจัดความเครียดที่ตกค้างและฟื้นฟูความเหนียว
เหล็กกล้าไร้สนิม martensite Martensitic สเตนเลสมาสเทนมีสกรูนด์สเตนเลสประมาณ 10% มีโครเมียมเป็นองค์ประกอบหลักของอัลลอยแม่เหล็กสามารถดับได้เพื่อให้ได้สมบัติเชิงกลสูงสุดและ SAE 5, 8, ASTM A449, A354 BD ระดับใกล้เคียง อย่างไรก็ตามความทนทานต่อการกัดกร่อนจะแย่กว่าเหล็กกล้าไร้สนิมออสเทนิกและเฟอร์ไรติค สกรูมักจะทำจากวัสดุชุด 400 เช่น 410, 416, 416 Se และ 431
410 (12.5 / 13.5% โครเมียมคาร์บอนต่ำกว่า 0.15%) คล้ายกับเกรด SAE 5 หรือ A449 หลังจากผ่านการอบความร้อนแล้วจะสามารถเพิ่มความแข็งแรงและความร้อนและเย็นได้ง่าย เนื่องจากมีปริมาณโครเมียมต่ำจึงเป็นราคาที่ถูกที่สุดในเหล็กกล้าไร้สนิมทั้งหมด ถ้าความต้านทานการสึกกร่อนของ SAE 5 สังกะสีชุบสังกะสีหรือแคดเมี่ยมไม่เพียงพอให้ใช้ 410 แทน
416 และ 416 Se (12/14% โครเมียมคาร์บอนต่ำกว่า 0.15% กำมะถันหรือสารหนู) การกลึงอาจเป็นเหล็กกล้าไร้สนิมที่ดีที่สุดในทางกลเทียบเท่ากับ 410 431 (15/17% โครเมียม 1.25 / 2.5% นิกเกิลและ 0.2% หรือน้อยกว่าของคาร์บอน) มักใช้ในการผลิตสกรูอวกาศ เนื่องจากความแข็งแรงและความต้านทานการกัดกร่อนสูงจึงเป็นเรื่องง่ายและร้อนจัด สมบัติทางกลไม่น้อยกว่า SAE 8 และ ASTM A354 Class BD
สเตนเลสสตีลที่แข็งตัวด้วยหยาดน้ำฟ้ามีสกรูสแตนเลส 5% และการใช้งานของพวกเขามีความสำคัญมากขึ้นเรื่อย ๆ มีความทนทานต่อการกัดกร่อนเทียบเท่ากับของ austenite และมีความแข็งแรงสูงเทียบเท่ากับของมาเซลเทนไซท์ ตัวอย่างเช่นโครเมียม 15.5 / 17.5%, นิกเกิล 3/5%, คาร์บอน 0.07% หรือน้อยกว่า 0.15 / 0.45% yttrium และ itehr) หรือที่เรียกว่า 17-4PH เป็นเหล็กที่ใช้กันมากที่สุดสำหรับการตกตะกอนและทำให้แข็ง การผลิตสกรูยกเว้นความแข็งแรงสูง ความเหนียวเป็นสิ่งที่ดีและสามารถทนต่ออุณหภูมิสูงและต่ำ