Bài viết này chủ yếu giới thiệu các thành phần và tính chất cơ học của vật liệu thép carbon vít thường được sử dụng trong ngành công nghiệp. Các loại khác như hợp kim nhôm, hợp kim đồng, hợp kim niken, hợp kim titan, hoặc hợp kim siêu cũng có các đặc điểm và ứng dụng khác nhau.
Hàm lượng crôm Ferroalloy hơn 12% được gọi là thép không gỉ, vì crom là một nguyên tố không ăn mòn, vì vậy thép không gỉ có khả năng chống ăn mòn tốt, hàm lượng crom càng cao thì khả năng chống ăn mòn càng tốt. Tất cả các loại thép không gỉ đều chứa carbon ngoài sắt và crom. Carbon có thể làm tăng độ cứng, nhưng nó có tác động xấu đến khả năng chống ăn mòn vì crom và cacbon có thể tạo thành cacbua. Crom ở giữa cacbua không có đặc tính chống oxy hóa. Khi hàm lượng carbon tăng lên, hàm lượng crom cũng cần tăng lên, nếu không thì khả năng chống ăn mòn sẽ giảm đi, vì vậy phần lớn hàm lượng carbon trong thép không gỉ rất thấp và hàm lượng carbon phải được kiểm soát chặt chẽ. Ngoài ra, tất cả các loại thép không gỉ có chứa các yếu tố hợp kim khác. Mỗi phần tử có những đặc điểm riêng của nó. Ví dụ, niken là một trong những yếu tố quan trọng nhất, có thể cải thiện đáng kể khả năng chống ăn mòn, độ giòn nhiệt độ thấp và độ bền nhiệt độ cao. Ngoài ra, molypden, đồng, silic, nhôm, selen, lưu huỳnh, antimon, coban, titan, vv là tất cả các yếu tố hợp kim quan trọng, và các thành phần của chúng có thể được kiểm soát và xây dựng để thu được các tính chất cơ học mong muốn.
Lý do tại sao thép không gỉ không dễ bị rỉ sét là bởi vì bề mặt kim loại sẽ tự nhiên tạo thành một màng oxit vô hình, có thể ngăn chặn quá trình oxy hóa thêm. Trong quá trình xử lý các vít như đầu rèn và quay, bề mặt có thể bị nhiễm các hạt kim loại nhỏ được tạo ra bởi khuôn công cụ đang được xử lý, và xử lý nhiệt tiếp theo cũng có thể gây nhiễm bẩn. Nếu vít được sản xuất mà không được làm sạch sau khi nó được sản xuất, sự xuất hiện của gỉ có vẻ không phải là một sản phẩm gỉ. Trong thực tế, nó được gây ra bởi các tạp chất hoặc tạp chất chôn trên bề mặt. Do đó, các vít thép không gỉ phải được rửa axit trước khi vận chuyển. Bề mặt sẽ nhanh chóng tạo thành một màng oxit và loại bỏ các chất gây ô nhiễm bề mặt.
Thép không gỉ được chia thành bốn loại: austenite, ferrite, martensite, và thép kết tủa cứng, và mỗi loại đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng. Thép không gỉ Austenitic được sử dụng rộng rãi nhất. Khoảng 80% ốc vít bằng thép không gỉ được làm từ nó. Cấu trúc vi mô của nó chủ yếu là austenite. Crôm và niken là các nguyên tố hợp kim chính. Miễn là nó được làm mát, các tính chất cơ học của nó có thể được cải thiện. . Nội dung thường được sử dụng là 18% crom, 8% niken được gọi là 18-8 hoặc 300 series. Khả năng chống ăn mòn tốt hơn thép không gỉ ferit và martensit, và nó không phải là từ tính. Nó có cường độ cao hơn ở nhiệt độ rất thấp hoặc nhiệt độ cao. Và độ dẻo dai tốt. Thép không gỉ Austenitic bao gồm 301, 302, 303, 303 Se, 304, 305, 384, XM7, 316, 321 và 347.
303 và 303 Se (17/19% crôm, 8/10% niken) dễ biến đổi và không phù hợp với nhóm lạnh. 304 (18/20% crôm, 8 / 10,5% niken, 0,08% hoặc ít hơn cacbon) thích hợp cho các nồi nấu nguội và nóng, và có khả năng chống ăn mòn tốt. Nó thường được sử dụng để sản xuất vít có kích thước lớn, có kích thước lớn. 305 (17/19% crôm, 10,5 / 13% niken) làm giảm tốc độ làm việc cứng và cho phép hình thành lạnh dễ dàng. 384 (15/17% crôm, 17/19% niken, 0,08% hoặc ít hơn cacbon) được sử dụng đặc biệt cho các loại hạt được rèn nguội và vít lõm chéo. Do hàm lượng niken cao, tốc độ làm việc cứng có thể giảm. 384 Sau khi lạnh nhóm, vẫn không có từ tính, nhưng thép không gỉ austenit khác sẽ có một chút từ tính sau khi lạnh nhóm và phải được ủ để khôi phục lại các thuộc tính không từ tính. XM7 (17/19% crôm, 8/10% niken, 3/4% đồng) là 302 được cải tiến với nhóm lạnh tốt hơn và chi phí thấp hơn 305, 384. 316 (16/18% crom, 10/14% niken, 2/3% molybdenum, và 0,08% hoặc ít hơn cacbon) có khả năng chống ăn mòn halogen tuyệt vời do sự có mặt của molypđen và vẫn cao hơn các loại thép không gỉ austenit khác ở nhiệt độ cao. Độ bền kéo cao và cường độ tiềm ẩn. 321 (17/19% crom, 9/12% niken) và 347 (17/19% đồng, 9/13% niken) là thép không gỉ ổn định. Chúng có khả năng chống ăn mòn tốt ngay cả ở nhiệt độ lên đến 820 ° C. Sản xuất các ngành công nghiệp hàng không vũ trụ hoặc ốc vít được sử dụng để gây ô nhiễm môi trường với nhiệt độ cao hoặc hóa chất.
Cấu trúc vi của thép không gỉ Ferit bị chi phối bởi ferrite, chiếm khoảng 5% các ốc vít thép không gỉ. Chromium là nguyên tố hợp kim chính. Nó có tính chất từ và có khả năng chống ăn mòn tốt hơn so với martensite. Nội dung của các nguyên tố khác rất nhỏ và thép không gỉ này đặc biệt chống gỉ và ăn mòn. 430 ốc vít (14/18% crôm, 0,12% hoặc ít hơn cacbon) được sử dụng để chế tạo ốc vít. Chúng được sử dụng chủ yếu cho nhóm lạnh và nhóm nóng. Việc bổ sung lưu huỳnh trong 430F có thể cải thiện hiệu suất quay. Nếu bạn xem xét nền kinh tế, chi phí vật liệu và chống ăn mòn, hãy chọn thép không gỉ ferritic để làm cho ốc vít thích hợp hơn. Cả hai loại thép không gỉ Ferit và Austenit đều không thể được dập tắt và chỉ có thể được rút ra và gia cố lạnh để cải thiện sức mạnh và độ cứng của chúng, nhưng độ dẻo của chúng giảm đi, vì vậy chúng thường được ủ để loại bỏ các ứng suất còn lại và khôi phục độ dẻo.
Martensitic bằng thép không gỉ microstructure martensite, khoảng 10% ốc vít bằng thép không gỉ, với crôm làm nguyên tố hợp kim chính, từ tính, có thể được dập tắt để có được tính chất cơ học cao nhất, và SAE 5, 8, ASTM A449 cấp, A354 BD cấp xấp xỉ. Tuy nhiên, khả năng chống ăn mòn kém hơn thép không gỉ austenit và ferit. Vít thường được làm từ 400 vật liệu loạt, chẳng hạn như 410, 416, 416 Se và 431.
410 (12,5 / 13,5% crom, cacbon dưới 0,15%) tương tự như SAE lớp 5 hoặc A449. Sau khi xử lý nhiệt, nó có thể làm tăng sức mạnh và dễ bị lạnh và nóng. Do hàm lượng crôm thấp, nó là rẻ nhất trong tất cả các loại thép không gỉ. Nếu khả năng chống ăn mòn của vít mạ kẽm hoặc cadmium mạ SAE 5 là không đủ, có thể sử dụng 410.
416 và 416 Se (12/14% crom, ít hơn 0,15% cacbon, lưu huỳnh hoặc asen), có thể là tốt nhất trong tất cả các loại thép không gỉ, tương đương với 410. 431 (15/17% crôm, 1.25 / 2.5% niken và 0,2% hoặc ít hơn cácbon) thường được sử dụng trong sản xuất ốc vít hàng không vũ trụ. Do độ bền cao và khả năng chống ăn mòn của chúng, chúng rất dễ lạnh và nóng. Tính chất cơ học không ít hơn SAE 8 và ASTM A354 Class BD.
Các ốc vít thép cứng đã kết tủa chiếm 5% các ốc vít bằng thép không gỉ và việc sử dụng chúng ngày càng trở nên quan trọng hơn. Họ có khả năng chống ăn mòn so sánh với austenite và cường độ cao tương đương với martensite. Ví dụ, 630 (15,5 / 17,5% crôm, 3/5% niken, 0,07% hoặc ít hơn cacbon, 0,15 / 0,45% yttrium và yttrium), còn được gọi là 17-4PH, là loại chất kết tủa cứng phổ biến nhất được sử dụng cho sản xuất ốc vít, ngoại trừ cường độ cao. Độ dẻo cũng tốt, và nó có thể chịu được nhiệt độ cao và thấp.