Questo articolo introduce principalmente la composizione e le proprietà meccaniche dei materiali a vite in acciaio al carbonio comunemente usati nell'industria. Altri come leghe di alluminio, leghe di rame, leghe di nichel, leghe di titanio o superleghe hanno anche caratteristiche e applicazioni differenti.
Il contenuto di cromo ferroso di oltre il 12% è chiamato acciaio inossidabile, poiché il cromo è un elemento non corrosivo, quindi l'acciaio inossidabile ha una buona resistenza alla corrosione, maggiore è il contenuto di cromo, migliore è la resistenza alla corrosione. Tutti gli acciai inossidabili contengono carbonio oltre a ferro e cromo. Il carbonio può aumentare la durezza, ma ha un effetto negativo sulla resistenza alla corrosione perché il cromo e il carbonio possono formare carburi. Il cromo nel mezzo del carburo non ha proprietà antiossidanti. Quando il contenuto di carbonio aumenta, anche il contenuto di cromo deve aumentare, altrimenti la resistenza alla corrosione si deteriorerà, quindi la maggior parte del contenuto di carbonio dell'acciaio inossidabile è molto bassa e il contenuto di carbonio deve essere rigorosamente controllato. Inoltre, tutti gli acciai inossidabili contengono altri elementi di lega. Ogni elemento ha le sue caratteristiche. Ad esempio, il nichel è uno degli elementi più importanti, che può migliorare significativamente la resistenza alla corrosione, la fragilità a bassa temperatura e la resistenza alle alte temperature. Inoltre, il molibdeno, il rame, il silicio, l'alluminio, il selenio, lo zolfo, l'antimonio, il cobalto, il titanio ecc. Sono tutti elementi leganti importanti e i loro componenti possono essere controllati e formulati per ottenere le proprietà meccaniche desiderate.
Il motivo per cui l'acciaio inossidabile non è facile da arrugginire è perché la superficie metallica formerà naturalmente un film di ossido invisibile, che può impedire un'ulteriore ossidazione. Durante la lavorazione di viti come teste di forgiatura e tornitura, la superficie può essere contaminata da minuscole particelle di metallo generate dallo stampo in lavorazione e il successivo trattamento termico può anche causare contaminazione. Se la vite viene fabbricata senza essere pulita dopo la produzione, la ruggine sembra non essere un prodotto ruggine. Infatti, è causato da impurità o impurità che si seppelliscono sulla superficie. Pertanto, le viti in acciaio inossidabile devono essere lavate con acido prima della spedizione. La superficie formerà rapidamente un film di ossido e rimuoverà i contaminanti superficiali.
L'acciaio inossidabile è suddiviso in quattro categorie: austenite, ferrite, martensite e acciaio per l'indurimento delle precipitazioni, ciascuno con i suoi vantaggi e svantaggi. L'acciaio inossidabile austenitico è il più usato. Circa l'80% delle viti in acciaio inossidabile ne sono realizzate. La sua microstruttura è principalmente austenitica. Il cromo e il nichel sono i principali elementi di lega. Finché è raffreddato, le sue proprietà meccaniche possono essere migliorate. . Il contenuto comunemente usato è il 18% di cromo, l'8% di nichel è chiamato 18-8 o 300 serie. La resistenza alla corrosione è migliore dell'acciaio inossidabile ferritico e martensitico e non è magnetico. Ha una maggiore resistenza a temperature molto basse o alte temperature. E buona resistenza. Gli acciai inossidabili austenitici includono 301, 302, 303, 303 Se, 304, 305, 384, XM7, 316, 321 e 347.
303 e 303 Se (17/19% di cromo, 8/10% di nichel) sono facili da girare e non sono adatti alla sterilizzazione a freddo. 304 (18/20% di cromo, 8 / 10,5% di nichel, 0,08% o meno di carbonio) è adatto per crogioli freddi e caldi e ha una buona resistenza alla corrosione. Viene comunemente utilizzato per produrre viti per lavori a caldo di forma complessa e di grandi dimensioni. 305 (17/19% di cromo, 10,5 / 13% di nichel) riduce la velocità di indurimento del lavoro e consente una facile formatura a freddo. 384 (15/17% di cromo, 17/19% di nichel, 0,08% o meno di carbonio) è utilizzato specialmente per dadi forgiati a freddo e viti a croce. A causa dell'elevato contenuto di nichel, la velocità di indurimento del lavoro può essere ridotta. 384 Dopo l'intestazione a freddo, non c'è ancora magnetismo, ma gli altri acciai inossidabili austenitici avranno un po 'di magnetico dopo l'intestazione a freddo e dovranno essere ricotti per ripristinare proprietà non magnetiche. XM7 (17/19% di cromo, 8/10% di nichel, 3/4% di rame) è un 302 migliore con migliore intestazione a freddo e costo inferiore a 305, 384. 316 (16/18% di cromo, 10/14% di nichel, Il 2/3% di molibdeno e lo 0,08% o meno di carbonio) hanno un'eccellente resistenza alla corrosione da alogeni a causa della presenza di molibdeno e sono ancora più alti di altri acciai inossidabili austenitici a temperature elevate. Elevata resistenza a trazione e intensità latente. 321 (17/19% di cromo, 9/12% di nichel) e 347 (17/19% di rame, 9/13% di nichel) sono acciai inossidabili stabili. Hanno una buona resistenza alla corrosione anche a temperature fino a 820 ° C. Produzione dell'industria aerospaziale o viti utilizzate per contaminare l'ambiente con alte temperature o sostanze chimiche.
La microstruttura dell'acciaio inossidabile ferritico è dominata dalla ferrite, che rappresenta circa il 5% delle viti in acciaio inossidabile. Il cromo è il principale elemento di lega. Ha proprietà magnetiche e ha una migliore resistenza alla corrosione rispetto alla martensite. Il contenuto di altri elementi è molto piccolo e questo acciaio inossidabile è particolarmente resistente alla ruggine e alla corrosione. Per la realizzazione delle viti vengono utilizzate 430 viti (14/18% di cromo, 0,12% o meno di carbonio). Sono principalmente utilizzati per la rotta a freddo e la direzione a caldo. L'aggiunta di zolfo nella 430F può migliorare le prestazioni di virata. Se si considerano l'economia, il costo del materiale e la resistenza alla corrosione, scegliere acciaio inossidabile ferritico per rendere le viti più appropriate. Entrambi gli acciai inossidabili ferritici e austenitici non possono essere temprati e possono essere disegnati e rinforzati a freddo per migliorare la loro resistenza e durezza, ma la loro duttilità si deteriora, quindi sono solitamente ricotti per rimuovere gli stress residui e ripristinare la duttilità.
Martensite martensite in acciaio inossidabile martensitico, circa il 10% delle viti in acciaio inossidabile, con cromo come elemento di lega principale, magnetico, può essere temprato per ottenere le più alte proprietà meccaniche e SAE 5, 8, ASTM A449, A354 BD approssimazione del livello. Tuttavia, la resistenza alla corrosione è peggiore di quella degli acciai inossidabili austenitici e ferritici. Le viti sono generalmente realizzate con materiali della serie 400, come 410, 416, 416 Se e 431.
410 (12,5 / 13,5% di cromo, carbonio inferiore allo 0,15%) è simile al grado 5 SAE o A449. Dopo il trattamento termico, può aumentare la resistenza ed è facile essere freddo e caldo. Grazie al suo basso contenuto di cromo, è il più economico in tutti gli acciai inossidabili. Se la resistenza alla corrosione delle viti zincate o cadmiate SAE 5 è insufficiente, è possibile utilizzare 410.
416 e 416 Se (12/14% di cromo, meno dello 0,15% di carbonio, zolfo o arsenico), la tornitura può essere la migliore di tutti gli acciai inossidabili, meccanicamente equivalente al 410. 431 (15/17% di cromo, 1,25 / 2,5% nichel e 0,2% o meno di carbonio) sono comunemente usati nella produzione di viti aerospaziali. A causa della loro elevata resistenza e resistenza alla corrosione, sono facili da freddo e caldo. Le proprietà meccaniche non sono inferiori a SAE 8 e ASTM A354 Classe BD.
Le viti in acciaio temprato per precipitazione rappresentano il 5% delle viti in acciaio inossidabile e il loro uso è diventato sempre più importante. Hanno una resistenza alla corrosione paragonabile a quella dell'austenite e un'alta resistenza equivalente a quella della martensite. Ad esempio, 630 (15,5 / 17,5% di cromo, 3/5% di nichel, 0,07% o meno di carbonio, 0,15 / 0,45% di ittrio e ittrio), noto anche come 17-4PH, è l'acciaio per l'indurimento delle precipitazioni più comunemente usato per fabbricazione di viti, tranne per l'alta resistenza. Anche la duttilità è buona e resiste alle alte e alle basse temperature.