Aquest article presenta principalment la composició i les propietats mecàniques dels materials de cargol d'acer al carboni utilitzats comunament en la indústria. Altres com ara aliatges d'alumini, aliatges de coure, aliatges de níquel, aliatges de titani o súper aliatges també tenen característiques i aplicacions diferents.
El contingut de crom de ferro ferro de més del 12% s'anomena acer inoxidable, ja que el crom és un element no corrosiu, per tant, l'acer inoxidable té una bona resistència a la corrosió, major és el contingut de crom, millor serà la resistència a la corrosió. Tots els acers inoxidables contenen carboni a més de ferro i crom. El carboni pot augmentar la duresa, però té un efecte advers sobre la resistència a la corrosió, ja que el crom i el carboni poden formar carburs. El crom en el mitjà del carbur no té propietats antioxidants. Quan el contingut de carboni augmenta, el contingut de crom també ha d'augmentar, en cas contrari la resistència a la corrosió es deteriorarà, de manera que la major part del contingut en carboni d'acer inoxidable és molt baix, i el contingut de carboni ha de ser estrictament controlat. A més, tots els acers inoxidables contenen altres elements d'aliatge. Cada element té les seves pròpies característiques. Per exemple, el níquel és un dels elements més importants, que poden millorar significativament la resistència a la corrosió, la fragilitat a baixa temperatura i la resistència a la temperatura alta. A més, el molibdè, el coure, el silici, l'alumini, el seleni, el sofre, l'antimoni, el cobalt, el titani, etc. són elements d'aliatge importants, i els seus components es poden controlar i formular per obtenir propietats mecàniques desitjades.
La raó per la qual l'acer inoxidable no és fàcil d'òxid és perquè la superfície metàl·lica formarà, naturalment, una pel·lícula d'òxid invisible, que pot evitar una major oxidació. Durant el processament de cargols com caps de forjat i gir, la superfície pot estar contaminada amb petites partícules metàl·liques generades pel motlle d'eines que s'està processant, i el posterior tractament tèrmic també pot causar contaminació. Si el cargol es fabrica sense ser netejat després de la seva fabricació, l'aparició d'òxid sembla no ser una rovella de producte. De fet, és causada per impureses o impureses enterrades a la superfície. Per tant, els cargols d'acer inoxidable han de ser rentats amb àcid abans de l'enviament. La superfície formarà ràpidament una pel·lícula d'òxid i eliminarà els contaminants superficials.
L'acer inoxidable es divideix en quatre categories: l'austenita, la ferrita, la martensita i l'acer de temperament de precipitació, i cadascun té els seus propis avantatges i desavantatges. L'acer inoxidable austenític és el més utilitzat. Al voltant del 80% dels cargols d'acer inoxidable estan fets d'ella. La seva microestructura és principalment austenita. El crom i el níquel són els principals elements d'aliatge. Mentre es refredi, es poden millorar les seves propietats mecàniques. . El contingut utilitzat habitualment és del 18% del crom, el 8% del níquel s'anomena 18-8 o 300 sèries. La resistència a la corrosió és millor que l'acer inoxidable ferrític i martensític, i no és magnètic. Té major resistència a molt baixa temperatura o alta temperatura. I una bona duresa. Els acers inoxidables austenítics inclouen 301, 302, 303, 303 Se, 304, 305, 384, XM7, 316, 321 i 347.
303 i 303 Se (17/19% de crom, 8/10% de níquel) són fàcils de girar i no són adequats per a l'encenent fred. El 304 (18/20% de crom, 8 / 10.5% de níquel, 0.08% o menys de carboni) és adequat per als gresols freds i calents i té una bona resistència a la corrosió. S'utilitza habitualment per produir cargols de treball gran de forma complexa i de gran grandària. 305 (17/19% de crom, 10,5 / 13% de níquel) redueix la velocitat de treball en enduriment i permet una fàcil formació en fred. 384 (15/17% de crom, 17/19% de níquel, 0.08% o menys de carboni) s'utilitza especialment per a cargols de forjat en fred i cargols encreuats. A causa de l'elevat contingut de níquel, es pot reduir la velocitat d'enduriment del treball. 384 Després de l'encenent fred, encara no hi ha magnetisme, però altres acers inoxidables austenítics tindran una mica de magnètic després d'un encreuament fred i han de ser recozits per restaurar propietats no magnètiques. XM7 (17/19% de crom, 8/10% de níquel, 3/4% de coure) és un 302 millorat amb millor encenent fred i un cost inferior a 305, 384. 316 (16/18% de crom, 10/14% de níquel, 2/3% de molibdè i 0,08% o menys de carboni) tenen una excel·lent resistència a la corrosió dels halògens a causa de la presència de molibdè i són encara més elevats que altres acers inoxidables austenítics a temperatures elevades. Elevada resistència a la tracció i intensitat latent. 321 (17/19% de crom, 9/12% de níquel) i 347 (17/19% de coure, 9/13% de níquel) són acers inoxidables estables. Tenen bona resistència a la corrosió fins i tot a temperatures de fins a 820 ° C. Fabricació de la indústria aeroespacial o cargols utilitzats per contaminar el medi ambient amb altes temperatures o productes químics.
La microestructura de l'acer inoxidable ferrític està dominada per ferrita, que representa aproximadament el 5% dels cargols d'acer inoxidable. El crom és l'element principal d'aliatge. Té propietats magnètiques i té una millor resistència a la corrosió que la martensita. El contingut d'altres elements és molt petit, i aquest acer inoxidable és particularment resistent a l'oxidació i la corrosió. S'utilitzen 430 cargols (14/18% de crom, 0.12% o menys de carboni) per fer cargols. S'utilitzen principalment per a encapçalaments freds i encenalls calents. L'addició de sofre en 430F pot millorar el rendiment de gir. Si teniu en compte l'economia, el cost del material i la resistència a la corrosió, trieu l'acer inoxidable ferrític per fer que els cargols siguin més adequats. Tant els acers inoxidables ferrítics com els austenítics no poden ser apagats i només es poden extreure i reforçar el fred per millorar la seva resistència i duresa, però la seva ductilitat es deteriora, per la qual cosa normalment es recuit per eliminar les tensions residuals i restaurar la ductilitat.
Per a obtenir les propietats mecàniques més altes, es pot apagar el 10% dels cargols d'acer inoxidable martensític d'acer inoxidable, aproximadament un 10% dels cargols d'acer inoxidable, amb el crom com a element d'aliatge principal, per obtenir les propietats mecàniques més altes, i l'aproximació de nivell SAE 5, 8, ASTM A449, A354 BD. No obstant això, la resistència a la corrosió és pitjor que la dels acers inoxidables austenítics i ferrítics. Els cargols es fan generalment a partir de materials de 400 sèries, com ara 410, 416, 416 Se i 431.
410 (12,5 / 13,5% de crom, carboni inferior a 0,15%) és similar al SAE 5 o A449. Després del tractament tèrmic, pot augmentar la força i és fàcil de fred i calent. Degut al seu baix contingut en crom, és el més barat en tots els acers inoxidables. Si la resistència a la corrosió dels cargols galvanitzats o cadmiats de SAE 5 és insuficient, es pot utilitzar 410.
416 i 416 Se (12/14% de crom, menys del 0,15% de carboni, sofre o arsènic), el tornejat pot ser el millor de tots els acers inoxidables, mecànicament equivalent al 410. 431 (15/17% de crom, 1.25 / 2.5% níquel i 0,2% o menys de carboni) s'utilitzen habitualment en la fabricació de cargols aeroespacials. A causa de la seva alta resistència a la corrosió i la seva resistència, són fàcils de fred i calenta. Les propietats mecàniques no són menys que SAE 8 i ASTM A354 Classe BD.
Els cargols d'acer temperat per precipitacions representen el 5% dels cargols d'acer inoxidable, i el seu ús s'ha tornat cada vegada més important. Tenen resistència a la corrosió comparable a la d'austenita i alta resistència equivalent a la de martensita. Per exemple, 630 (15,5 / 17,5% de crom, 3/5% de níquel, 0,07% de carboni o menys, 0,15 / 0,45% de itri i itri), també conegut com 17-4PH, és l'acer de precipitació més utilitzat fabricació de cargols, excepte alta resistència. La ductilitat també és bona i pot suportar temperatures altes i baixes.