Pevnost v tahu a odolnost šroubů uhlíkových ocelí v tahu jsou ovlivněny jejich materiálovými vlastnostmi a ve srovnání se šrouby vyrobenými z jiných materiálů, jako je nerezová ocel a ocel z slitiny, existují zřetelné rozdíly:
1. Pevnost v tahu
Pevnost v tahu označuje maximální napětí, které materiál vydrží, zatímco je natažený nebo tažený před zlomením.
Šrouby z uhlíkové oceli:
Pevnost v tahu: Šrouby z uhlíkové oceli Obvykle mají dobrou pevnost v tahu, která se může široce pohybovat v závislosti na obsahu uhlíku. Nízkohlíkové oceli (např. AISI 1006) mají tendenci mít pevnost v tahu asi 350-500 MPa, zatímco vysoko-uhlíkové oceli (např. AISI 1095) mohou mít pevnost v tahu až 850-1000 MPa nebo více.
Uhlíková ocel je často ošetřena nebo legovaná, aby se zvýšila pevnost v tahu, ale obecně není tak silná jako oceli s vysokou pevností nebo některé stupně z nerezové oceli.
Šrouby z nerezové oceli:
Pevnost v tahu: Šrouby z nerezové oceli mají obecně vyšší pevnost v tahu než nízkouhlíková ocel, s běžnými slitinami, jako je 304 nebo 316 dosahující 500–800 MPa v pevnosti v tahu. Některé vysoce pevné stupně z nerezové oceli (např. PH 17-4) mohou dosáhnout až 1000 MPa.
Nerezová ocel nabízí rovnováhu pevnosti v tahu a odolnosti proti korozi, což je ideální pro mnoho aplikací, ale často není tak silné jako tepelně ošetřené slitiny oceli.
Ocelové šrouby z slitiny:
Pevnost v tahu: slitinové oceli, jako jsou ty s vysokým obsahem uhlíku nebo přidané prvky, jako je chrom, molybden nebo vanad, mohou dosáhnout 1000-1500 MPa nebo více v pevnosti v tahu. Tyto materiály jsou speciálně vytvořeny pro vysoce výkonné aplikace vyžadující maximální pevnost.
Slitinové ocelové šrouby často překonávají šrouby uhlíku i z nerezové oceli v pevnosti v tahu, zejména v těžkých, vysoce stresových aplikacích.
2. odolnost proti únavě
Odolnost proti únavě označuje schopnost materiálu odolat opakovanému nebo kolísajícímu stresu bez rozbití.
Šrouby z uhlíkové oceli:
Odolnost proti únavě: Šrouby z uhlíkové oceli mají obecně mírnou odolnost proti únavě. Jejich schopnost odolat cyklickému zatížení je ovlivněna obsahem uhlíku a tepelným zpracováním. Šrouby s vysokým obsahem uhlíku, zatímco nabízejí lepší pevnost v tahu, mají tendenci být křehčí, což může snížit jejich únavovou odolnost.
V aplikacích, kde jsou šrouby vystaveny častému nebo cyklickému zatížení, může uhlíková ocel selhat dříve než materiály s vyšším výkonem, pokud není speciálně ošetřeno nebo potaženo pro zlepšení odporu.
Šrouby z nerezové oceli:
Odolnost proti únavě: Šrouby z nerezové oceli mají tendenci nabízet lepší odolnost proti únavě než uhlíková ocel kvůli jejich houževnatosti a tažnosti. Přítomnost chromu a dalších prvků zvyšuje jejich schopnost absorbovat stres v průběhu času. Austenitické nerezové oceli jako 304 a 316 jsou obzvláště dobré při řešení únavového stresu díky jejich pracovním vlastnostem.
Šrouby z nerezové oceli jsou často vybírány pro aplikace zahrnující časté vibrace nebo cyklické zatížení, protože za takových podmínek ve srovnání s uhlíkovou ocelí fungují lépe.
Ocelové šrouby z slitiny:
Odolnost proti únavě: Slitinové oceli, zejména ty s vyšší tvrdostí nebo navrženy tak, aby odolaly únavě, obvykle nabízejí nejlepší únavovou odolnost mezi těmito třemi. Procesy tepelného zpracování, jako je temperování nebo zhášení, zvyšují jejich schopnost odolat opakovanému zatížení. Slitinové oceli jsou optimalizovány pro odolnost proti únavě v náročných aplikacích, jako je letecký průmysl, automobilový průmysl a těžké stroje.
Slitiny s vysokou pevností, jako je 4130 nebo 4340, se běžně používají v prostředích s vysokým cyklickým stresem a únavovým zatížením, což nabízí výrazně lepší odolnost proti únavě ve srovnání s uhlíkem i nerezovou ocelí.
| Vlastnictví | Šrouby z uhlíkové oceli | Šrouby z nerezové oceli | Slitinové ocelové šrouby |
| Pevnost v tahu | Mírný až vysoký (350-1000 MPa) | Mírný až vysoký (500-1000 MPA) | Velmi vysoká (1000-1500 MPa) |
| Odolnost proti únavě | Mírný | Dobré (lepší než uhlíková ocel) | Vynikající (nejlepší odolnost proti únavě) |
Šrouby z uhlíkových ocelí obvykle dostačují pro aplikace se středním zatížením a statickým napětím, ale mohou bojovat při cyklickém zatížení nebo extrémním tahovém napětí bez další léčby.
Šrouby z nerezové oceli nabízejí lepší odolnost proti únavě a odolnost proti korozi, ale obecně nejsou tak silné jako šrouby z slitiny.
Slitinové ocelové šrouby jsou ideální pro prostředí s vysokým stresem a únavou, které nabízejí nadřazenou pevnost v tahu a únavu kvůli jejich vysoce výkonnému složení a tepelnému ošetření.
