この記事では主に、業界で一般的に使用されている炭素鋼スクリュー材料の組成と機械的特性について紹介します。 アルミニウム合金、銅合金、ニッケル合金、チタン合金、または超合金などの他のものも、異なる特性および用途を有する。
クロムは非腐食性元素であるため、12％以上のフェロアロイクロム含有量はステンレス鋼と呼ばれ、ステンレス鋼は良好な耐食性を有し、クロム含有量が高いほど耐食性が優れている。 全てのステンレス鋼は、鉄及びクロムに加えて炭素を含有する。 炭素は硬度を高めることができるが、クロムと炭素が炭化物を形成することができるので耐食性に悪影響を及ぼす。 炭化物の真ん中のクロムは、抗酸化特性を持たない。 炭素含有量が増加すると、クロム含有量もまた増加する必要があり、さもなければ耐食性が低下するので、ステンレス鋼炭素含有量の大部分は非常に低く、炭素含有量は厳密に制御されなければならない。 さらに、すべてのステンレス鋼は他の合金元素を含む。 各要素には独自の特徴があります。 例えば、ニッケルは最も重要な元素の1つであり、耐食性、低温脆性および高温強度を大幅に改善することができる。 さらに、モリブデン、銅、ケイ素、アルミニウム、セレン、硫黄、アンチモン、コバルト、チタンなどはすべて重要な合金元素であり、それらの成分は所望の機械的特性を得るように制御および配合することができる。
ステンレス鋼が錆びにくい理由は、金属表面が自然に目に見えない酸化皮膜を形成し、それ以上の酸化を防ぐことができるからです。 鍛造ヘッドおよび旋削などのスクリューの加工中に、表面が処理される工具モールドによって生成された小さな金属粒子で汚染され、その後の熱処理によっても汚染が引き起こされる可能性があります。 スクリューを製造後に洗浄せずに製造すると、錆びた外観が製品の錆にならないようです。 実際には、表面に埋もれている不純物や不純物によって引き起こされます。 したがって、出荷前にステンレススチールスクリューを酸洗浄する必要があります。 表面は速やかに酸化膜を形成し、表面汚染物質を除去する。
ステンレス鋼は、オーステナイト、フェライト、マルテンサイト、および析出硬化鋼の4つのカテゴリに分類され、それぞれに長所と短所があります。 オーステナイト系ステンレス鋼が最も広く使用されている。 ステンレス製のネジの約80％がそれから作られています。 その微細構造は主にオーステナイトである。 クロムおよびニッケルが主要な合金元素である。 冷却される限り、その機械的特性を改善することができる。 。 一般的に使用される内容はクロム18％、ニッケル8％は18-8または300シリーズと呼ばれています。 耐食性はフェライト系およびマルテンサイト系のステンレス鋼より優れており、磁性ではありません。 それは非常に低温または高温でより高い強度を有する。 そして良いタフさ。 オーステナイト系ステンレス鋼は、301,302,303,303Se、304,305,384、XM7,316,321、および347を含む。
303および303 Se（17/19％クロム、8/10％ニッケル）は回転が容易であり、コールドヘッドには適していません。 304（18/20％クロム、8 / 10.5％ニッケル、0.08％以下の炭素）は、低温および高温のるつぼに適しており、良好な耐食性を有する。 複雑な形状の大型熱間加工用スクリューの製造に一般的に使用されています。 305（17/19％クロム、10.5 / 13％ニッケル）は加工硬化の速度を低下させ、冷間成形を容易にする。 384（15/17％クロム、17/19％ニッケル、0.08％以下の炭素）は、冷間鍛造ナットやクロスリセスねじに使用されます。 ニッケル含量が高いため、加工硬化速度を低下させることができる。 384冷間鍛造後もまだ磁性はありませんが、他のオーステナイト系ステンレス鋼には冷間鍛造後に少しの磁力があり、非磁性特性を回復するためには焼鈍する必要があります。 XM7（17/19％クロム、8/10％ニッケル、3/4％銅）は305,384,316（16/18％クロム、10/14％ニッケル、 2/3％モリブデン、および0.08％以下の炭素）は、モリブデンの存在により優れた耐ハロゲン腐食性を有し、高温で他のオーステナイト系ステンレス鋼よりも依然として高い。 高い引張強さおよび潜在強度。 321（17/19％クロム、9/12％ニッケル）および347（17/19％銅、9/13％ニッケル）は安定したステンレス鋼である。 それらは820℃までの温度でも良好な耐食性を有する。 航空宇宙産業や高温または化学薬品で環境を汚染するために使用されるネジを製造する。
フェライト系ステンレス鋼の微細構造は、ステンレス鋼製スクリューの約5％を占めるフェライトによって支配されている。 クロムは主な合金元素である。 それは磁気特性を有し、マルテンサイトより優れた耐食性を有する。 他の元素の含有量は非常に少なく、このステンレス鋼は特に錆や腐食に強いです。 ネジを作るには、430本のネジ（14/18％クロム、0.12％以下の炭素）を使用します。 彼らは主にコールドヘッディングとホットヘッディングに使用されます。 430Fに硫黄を添加することで、旋回性能を向上させることができます。 経済性、材料費、耐食性を考慮すると、フェライト系ステンレス鋼を選択して、ネジをより適切にします。 フェライト系ステンレス鋼およびオーステナイト系ステンレス鋼は、急冷できず、引抜きおよび冷間強化を行って強度および硬度を向上させることができますが、延性が低下するため、通常は残留応力を除去して延性を回復させるために焼鈍されます。
マルテンサイト系ステンレス鋼の微細構造マルテンサイトは、主合金元素としてクロムを含むステンレス鋼スクリューの約10％であり、磁性は、最高機械的特性を得るために急冷することができ、SAE5,8、ASTM A449グレード、A354 BDレベル近似。 しかし、耐食性はオーステナイト系およびフェライト系のステンレス鋼よりも悪い。 ねじは、通常、410,416,416Se、431などの400シリーズの素材で作られています。
410（12.5 / 13.5％クロム、0.15％未満の炭素）は、SAEグレード5またはA449に類似しています。 熱処理後、強度を上げることができ、寒くて暑くなりやすい。 そのクロム含量が低いため、すべてのステンレス鋼で最も安価です。 亜鉛メッキまたはカドミウムめっきスクリューの耐食性が不十分な場合は、代わりに410を使用することができます。
（15/17％クロム、1.25 / 2.5％クロム、0.15％未満の炭素、硫黄またはヒ素）、416および416 Seニッケル、および0.2％以下の炭素）が航空宇宙用ねじの製造に一般に使用されている。 その高い強度と耐腐食性のために、それらは寒くて暑いです。 機械的特性は、SAE8およびASTM A354クラスBD以上である。
析出硬化したスチールスクリューはステンレススチールスクリューの5％を占め、使用がますます重要になっています。 オーステナイトに匹敵する耐食性とマルテンサイト相当の高強度を有しています。 例えば、17-4PHとしても知られている630（15.5 / 17.5％クロム、3/5％ニッケル、0.07％以下の炭素、0.15 / 0.45％のイットリウムおよびイットリウム）が最も一般的に使用される析出硬化鋼である。高強度を除いて、ねじの製造。 延性も良好であり、高温および低温に耐えることができる。