Pevnosť v ťahu a únavový odpor skrutiek uhlíkovej ocele sú ovplyvňované ich materiálové vlastnosti a v porovnaní s skrutkami vyrobenými z iných materiálov, ako je nehrdzavejúca oceľ a zliatinová oceľ, existujú zreteľné rozdiely:
1. Pevnosť ťahu
Pevnosť v ťahu sa vzťahuje na maximálne napätie, ktoré materiál vydrží, keď je natiahnutý alebo ťahaný pred zlomením.
Skrutky uhlíkovej ocele:
Sila v ťahu: Skrutky z uhlíkovej ocele Zvyčajne majú dobrú pevnosť v ťahu, ktorá sa môže v závislosti od obsahu uhlíka široko pohybovať. Nízko-uhlíkové ocele (napr. AISI 1006) majú tendenciu mať pevnosť v ťahu asi 350-500 MPa, zatiaľ čo oceľové ocele s vysokým obsahom uhlíka (napr. AISI 1095) môžu mať pevnosť v ťahu až do 850-1 000 MPa alebo viac.
Uhlíková oceľ je často ošetrená alebo legovaná, aby sa zvýšila jeho pevnosť v ťahu, ale vo všeobecnosti nie je taká silná ako vysoko pevné zliatinové ocele alebo niektoré stupne z nehrdzavejúcej ocele.
Skrutky z nehrdzavejúcej ocele:
Pevnosť v ťahu: Skrutky z nehrdzavejúcej ocele majú vo všeobecnosti vyššiu pevnosť v ťahu ako nízka uhlíková oceľ, pričom bežné zliatiny ako 304 alebo 316 dosahujú 500-800 MPa v pevnosti v ťahu. Niektoré stupne z nehrdzavejúcej ocele s vysokou pevnosťou (napr. PH 17-4) môžu dosiahnuť až 1 000 MPa.
Nerezová oceľ ponúka rovnováhu pevnosti v ťahu a odolnosti proti korózii, vďaka čomu je ideálna pre mnoho aplikácií, ale často nie je taká silná ako oceľové ocele ošetrené teplom.
Skrutky z legovanej ocele:
Pevnosť v ťahu: Ocelá zliatiny, ako sú tie, ktoré majú vysoký obsah uhlíka alebo pridané prvky, ako je chróm, molybdén alebo vanadium, môžu dosiahnuť 1 000-1500 MPa alebo viac v pevnosti v ťahu. Tieto materiály sú špeciálne skonštruované pre vysoko výkonné aplikácie, ktoré si vyžadujú maximálnu pevnosť.
Zliatinové oceľové skrutky často prekonávajú skrutky uhlíka aj z nehrdzavejúcej ocele v pevnosti v ťahu, najmä v vysokorýchlostných aplikáciách s vysokým stresom.
2. Odpor únavy
Rezistencia na únavu sa týka schopnosti materiálu odolať opakovanému alebo kolísajúcemu stresu bez zlomenia.
Skrutky uhlíkovej ocele:
Odolnosť proti únave: Skrutky z uhlíkovej ocele majú vo všeobecnosti mierny odpor únavy. Ich schopnosť odolávať cyklickému zaťaženiu je ovplyvnená obsahom uhlíka a tepelným spracovaním. Skrutky s vysokým obsahom uhlíka, zatiaľ čo ponúkajú lepšiu pevnosť v ťahu, majú tendenciu byť krehkejšie, čo môže znížiť ich únavovú odolnosť.
V aplikáciách, kde sú skrutky vystavené častému alebo cyklickému zaťaženiu, môže uhlíková oceľ zlyhať skôr ako materiály s vyšším výkonom, pokiaľ nie je špeciálne ošetrené alebo potiahnuté na zlepšenie odporu.
Skrutky z nehrdzavejúcej ocele:
Odolnosť v oblasti únavy: Skrutky z nehrdzavejúcej ocele majú tendenciu ponúknuť lepšiu odolnosť proti únave ako uhlíková oceľ kvôli ich húževnatosti a ťažnosti. Prítomnosť chrómu a ďalších prvkov zvyšuje ich schopnosť absorbovať stres v priebehu času. Austenitické nehrdzavejúce ocele ako 304 a 316 sú obzvlášť dobré pri manipulácii s únavovým stresom v dôsledku ich vlastností, ktoré sú usilujúce o prácu.
Skrutky z nehrdzavejúcej ocele sa často vyberajú pre aplikácie zahŕňajúce časté vibrácie alebo cyklické zaťaženie, pretože za takýchto podmienok dosahujú lepšie výsledky v porovnaní s uhlíkovou oceľou.
Skrutky z legovanej ocele:
Rezistencia na únavu: Ocelá zliatiny, najmä tie, ktoré majú vyššiu tvrdosť alebo skonštruované na odolávanie únavou, zvyčajne ponúkajú najlepšiu odolnosť v únave medzi týmito tromi. Procesy tepelného spracovania, ako je temperovanie alebo ochladenie, zvyšujú ich schopnosť odolať opakovanému zaťaženiu. Alloy Steels sú optimalizované na odolnosť proti únave v náročných aplikáciách, ako je letecký priestor, automobilový priemysel a ťažké stroje.
Vysoko pevné zliatiny, ako napríklad 4130 alebo 4340, sa bežne používajú v prostrediach s vysokým cyklickým napätím a únavovým zaťažením, ktoré ponúkajú výrazne lepšiu odolnosť v únave v porovnaní s uhlíkom aj nehrdzavejúcou oceľou.
| Majetok | Skrutky z uhlíkovej ocele | Skrutky | Zliatinové oceľové skrutky |
| Pevnosť v ťahu | Mierne až vysoké (350-1 000 MPa) | Mierne až vysoké (500-1 000 MPa) | Veľmi vysoké (1 000-1500 MPa) |
| Únava | Mierny | Dobré (lepšie ako uhlíková oceľ) | Vynikajúci (najlepší odpor únavy) |
Skrutky z uhlíkovej ocele sú zvyčajne dostatočné na aplikácie s miernym zaťažením a statickým stresom, ale môžu sa bojovať pri cyklickom zaťažení alebo extrémnom ťahovom napätí bez ďalších ošetrení.
Skrutky z nehrdzavejúcej ocele ponúkajú lepší odpor únavy a odolnosť proti korózii, ale vo všeobecnosti nie sú také silné ako skrutky z legovanej ocele.
Zliatinové oceľové skrutky sú ideálne pre prostredie s vysokým stresom a únavou, ktoré ponúkajú vynikajúcu pevnosť v ťahu a únavu v dôsledku ich vysokokvalitného zloženia zliatiny a tepelného úprav. 3
