مقاومت کششی و مقاومت در برابر خستگی پیچ های فولادی کربن تحت تأثیر خاصیت مواد آنها قرار دارد و در مقایسه با پیچ های ساخته شده از مواد دیگر مانند فولاد ضد زنگ و فولاد آلیاژ ، تفاوت های مشخصی وجود دارد:
1. مقاومت کششی
استحکام کششی به حداکثر استرس اشاره دارد که یک ماده می تواند در هنگام کشش یا کشیده شدن قبل از شکستن مقاومت کند.
پیچ های فولادی کربن:
قدرت کششی: پیچ های فلزی کربن به طور معمول از استحکام کششی خوبی برخوردار است که بسته به میزان کربن می تواند به طور گسترده ای متغیر باشد. فولادهای کم کربن (به عنوان مثال ، AISI 1006) تمایل به مقاومت کششی در حدود 350-500 MPa دارند ، در حالی که فولادهای کربن بالا (به عنوان مثال ، AISI 1095) می توانند قدرت کششی تا 850-1000 مگاپاسکال یا بیشتر داشته باشند.
فولاد کربن اغلب برای افزایش استحکام کششی خود تحت گرما یا آلیاژ قرار می گیرد ، اما به طور کلی به اندازه فولادهای آلیاژ با مقاومت بالا یا برخی از نمرات فولاد ضد زنگ قوی نیست.
پیچ های استیل ضد زنگ:
استحکام کششی: پیچ های استیل ضد زنگ به طور کلی از استحکام کششی بالاتری نسبت به فولاد کم کربن برخوردار هستند و آلیاژهای مشترک مانند 304 یا 316 به 500-800 مگاپاسکال در استحکام کششی می رسند. برخی از نمرات فولاد ضد زنگ با مقاومت بالا (به عنوان مثال ، pH 17-4) می توانند تا 1000 مگاپاسکال برسند.
فولاد ضد زنگ تعادل استحکام کششی و مقاومت در برابر خوردگی را ارائه می دهد ، و آن را برای بسیاری از کاربردها ایده آل می کند ، اما اغلب به اندازه فولادهای آلیاژ با گرما قوی نیست.
پیچ های فولادی آلیاژ:
استحکام کششی: فولادهای آلیاژی ، مانند آنهایی که دارای کربن بالا هستند یا عناصر اضافه شده مانند کروم ، مولیبدن یا وانادیوم ، می توانند به 1000-1500 مگاپاسکال یا بیشتر در استحکام کششی برسند. این مواد به طور خاص برای برنامه های با کارایی بالا مهندسی می شوند که به حداکثر قدرت نیاز دارند.
پیچ های فولادی آلیاژ اغلب از هر دو پیچ کربن و استیل ضد زنگ در استحکام کششی ، به ویژه در کاربردهای سنگین و استرس بالا ، بهتر عمل می کنند.
2. مقاومت در برابر خستگی
مقاومت در برابر خستگی به توانایی یک ماده در مقاومت در برابر استرس مکرر یا نوسان بدون شکستن اشاره دارد.
پیچ های فولادی کربن:
مقاومت در برابر خستگی: پیچ های فولادی کربن به طور کلی از مقاومت خستگی متوسط برخوردار هستند. توانایی آنها در مقاومت در برابر بارگذاری چرخه ای تحت تأثیر میزان کربن و عملیات حرارتی است. پیچ های فولادی کربن بالا ، در حالی که استحکام کششی بهتری دارند ، تمایل به شکننده تر شدن دارند و این می تواند مقاومت خستگی آنها را کاهش دهد.
در برنامه هایی که پیچ ها در معرض بارگذاری مکرر یا چرخه ای قرار دارند ، فولاد کربن ممکن است زودتر از مواد با کارایی بالاتر شکست بخورد ، مگر اینکه به طور خاص تحت درمان یا روکش شده برای بهبود مقاومت باشد.
پیچ های استیل ضد زنگ:
مقاومت در برابر خستگی: پیچ های استیل ضدزنگ تمایل دارند به دلیل چقرمگی و انعطاف پذیری ، مقاومت خستگی بهتری نسبت به فولاد کربن داشته باشند. وجود کروم و سایر عناصر توانایی آنها در جذب استرس را به مرور زمان افزایش می دهد. فولادهای ضد زنگ آستنیتی مانند 304 و 316 به دلیل خاصیت کار سخت در کار ، در برخورد با استرس خستگی خوب هستند.
پیچ های استیل ضد زنگ اغلب برای برنامه های مربوط به ارتعاشات مکرر یا بارگذاری چرخه ای انتخاب می شوند زیرا در چنین شرایطی نسبت به فولاد کربن عملکرد بهتری دارند.
پیچ های فولادی آلیاژ:
مقاومت در برابر خستگی: فولادهای آلیاژی ، به ویژه آنهایی که سختی بالاتری دارند یا برای مقاومت در برابر خستگی مهندسی شده اند ، به طور معمول بهترین مقاومت در برابر خستگی را در بین این سه ارائه می دهند. فرآیندهای عملیات حرارتی مانند خویشاوند یا فرونشست توانایی آنها در مقاومت در برابر بار مکرر را افزایش می دهد. فولادهای آلیاژ برای مقاومت در برابر خستگی در برنامه های کاربردی مانند هوافضا ، خودرو و ماشین آلات سنگین بهینه شده اند.
آلیاژهای با استحکام بالا مانند 4130 یا 4340 معمولاً در محیط هایی با تنش های چرخه ای بالا و بارگذاری خستگی استفاده می شوند و مقاومت در برابر خستگی به طور قابل توجهی برتر در مقایسه با کربن و فولاد ضد زنگ ارائه می دهند.
| دارایی | پیچ های فلزی کربن | پیچ های استیل ضد زنگ | پیچ های فولادی آلیاژ |
| استحکام کششی | متوسط تا زیاد (350-1000 MPa) | متوسط تا زیاد (500-1000 MPa) | بسیار بالا (1000-1500 MPa) |
| مقاومت در برابر خستگی | معتاد | خوب (بهتر از فولاد کربن) | عالی (بهترین مقاومت در برابر خستگی) |
پیچ های فولادی کربن به طور معمول برای کاربردهایی با بار متوسط و استرس استاتیک کافی هستند اما ممکن است تحت بارگذاری چرخه ای یا استرس شدید کششی بدون درمان اضافی تلاش کنند.
پیچ های استیل ضد زنگ مقاومت خستگی و مقاومت در برابر خوردگی بهتر را ارائه می دهند اما به طور کلی به اندازه پیچ های فولادی آلیاژی قوی نیستند.
پیچ های فولادی آلیاژی برای محیط های با استرس بالا و خستگی ایده آل هستند و به دلیل ترکیب آلیاژ با کارایی بالا و تیمارهای حرارتی با استحکام کششی برتر و مقاومت در برابر خستگی ارائه می دهند .
