螺絲材料的選用 -

當我們採購螺絲, 或是要訂做螺絲,除了成本考量以外,
常常會被問到有什麼材質可以選擇呢?

要選擇對的材質並善用其特性,
先要考慮材質的重量,硬度,磁性,耐蝕性和傳導能力等。

閱讀關於材質資料

材質的差異主要看化學成分 (例如: 含碳量)  材質的選擇如下: 

1.   INGOT IRON 工業用純鐵: C% <0.025%

2. STEEL 鋼鐵: C% 0.025 ~ 2.0%

CARBON STEEL 碳鋼有分; 

低碳鋼: C% 0.025 ~ 0.2%
中碳鋼: C% 0.2 ~ 0.55%
高碳鋼: C% 0.56 ~ 2.0%

成品顏色暗沉且易生鏽的鐵被稱為黑鐵,如碳鋼C1008...等。

碳鋼螺栓的等級分為3.6、4.6、4.8、5.6、6.8、8.8、9.8、10.9、12.9等10餘個等級, 小數點前後的數字分別表示螺栓材料的公稱抗拉強度和屈強比, 例如:標記8.8級螺栓表示材料的抗拉強度達到800MPa, 屈強比為0.8即其屈服強度達到800X0.8=640MPa

3. ALLOY STEEL 合金鋼有分;
低合金鋼: C < 5%
合金鋼: C  5 ~ 10%
合金鋼: C > 10%

4. CAST IRON 鑄鐵: C% 2.0 ~ 4.0%; Si% 1.0 ~ 3.0%

5. STAINLESS STEEL 不鏽鋼 (白鐵)  : 鋼液中鉻 ( > 12% Cr)

因成品清洗後外觀光亮,且較不易生鏽而被稱為白鐵,生活中常餐盤、保溫杯的「不銹鋼」其實就是白鐵,不銹鋼種類繁多,例如 SUS 304、316、410...等,只要是不銹鋼都是白鐵家族的一員。

不鏽鋼種類:

SUS 300 系列: SUS 302, SUS 304, SUS 316...等 
SUS 304 是最常見的白鐵材質, 
具有高含量的鉻、鎳,防腐功能佳,弱磁性或無磁性,
外觀漂亮但抗拉強度比不鏽鋼410還低。
SUS 300 系列是屬於沃斯田鐵系的不銹鋼,無法熱處理硬化,要求3系列的硬度產品,必須從原料經過抽製產生的加工硬化

不鏽鋼螺栓的等級分為45、50、60、70、80,
材料主要分奧氏體A1、A2、A4,馬氏體和鐵素體C1、C2、C4,
其表示方法例如A2-70,「-」前後分別表示螺栓材料和強度等級。
A2 = SUS 304
A4 = SUS 316

A4組屬奧氏體不銹鋼,是為沸騰硫酸而開發的,因此取名耐酸鋼,屬于亞穩定型耐酸鋼,典型代表 SUS316。

A4-70 是指屈服強度為700牛頓每毫米.

A4-80 是指屈服強度為800牛頓每毫米

SUS 400 系列: SUS 410, SUS 420

不含鎳元素,一樣被稱作為不銹鐵,但外觀比不鏽鋼304黯淡一點,然而經過熱處理後可以增加硬度,所以高硬度是不銹鋼410的優點。

SUS 400 系列除了前述的430外,大部分為麻田散鐵系的不銹鋼,是屬於可以熱處理硬化的不銹鋼,商用最大量為SUS420J2與SUSU440C,至於SUS410及SUS416要看含碳量才能確定能否硬化,原因為該2種材質的含碳量部份,只有規範上限沒有下限(趨近於0%也是規格內)

SUS 200系列: SUS 201, SUS 202
含有較少的「鎳」元素,價格低廉、易生鏽。多使用於工業用品。台灣的工廠已經很少在使用這材質

SUS 600系列不銹鋼為SUS630及631兩種不銹鋼,皆為消除硬化系不銹鋼,商用最多為630,631雖然強度比630高,但是成本與熱處理過程過於繁瑣,市場能見度少,但是很多人在問,至於630是兼具4字頭的熱處理強度與3字頭的耐候性,適合用在需要耐腐蝕又要強度與硬度需求的場合使用,船外機就是用630的,還有導彈外殼上面的定向翼也是用630的

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具磁性材質:碳鋼系列、不鏽鋼410鐵材質,俗稱「黑鐵」屬於強磁性,磁鐵一靠近就會吸附住。另外要注意,不鏽鋼410也是強磁性,所以磁鐵吸得起來也不一定就是黑鐵,吸得起來的螺絲有可能是不鏽鋼410。

無磁性材質:不鏽鋼300系列(302、304、316等等)不鏽鋼304為通常為無磁性,但可能因為加工而產生弱磁。不鏽鋼316則完全無磁性。


不鏽鋼和低碳鋼的區別是什麼?

1.碳鋼螺絲沒有特意添加合金元素的鋼材, 不鏽鋼螺絲是為了防鏽而添加高合金含量的鋼材。不鏽鋼的抗腐蝕能力更強! 2.不鏽鋼螺絲遠比碳鋼螺絲要貴。 3.不鏽鋼與低碳鋼相比,硬度大,可塑性較低。,碳鋼螺絲通常比不鏽鋼螺絲的強度更高,但容易生鏽。 4.不鏽鋼螺絲和碳鋼螺絲材質的不同,而且使用的環境也不同, 碳鋼的抗腐蝕比較差,時間長了螺栓會銹死。不鏽鋼的螺栓相對來說好一點。 5.低碳鋼的脆性比不鏽鋼小, 低碳鋼可以通過添加碳而提高堅固度。 6.不鏽鋼和低碳鋼的根本區別在於:不鏽鋼的含碳量很低,與鉻、鎳、鉬等元素合金化後,可以改善其力學性能和化學性能。

那麼我們為什麼要使用,以及在什麼情況下可以使用低碳鋼呢?
1.不需要到看到鋼的表面,也就是說:最後會給它塗上油漆或塗上塗層。
2.需要大塊體積的金屬,而不鏽鋼又不太符合成本效益。
3.需要鋼是內部的結構部件,不可見或者說不存在影響整體的視覺效果。
4.需要彎曲或焊接金屬。

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普遍的黃銅材質有如下:

黃銅 (C2600,C2680,C2801,C2801S)

C2600:具有漂亮色澤、加工性、延展性、適合伸抽、易於電鍍或塗裝、更適用藝品材料。

C2680:具有漂亮色澤、加工性、延展性、伸抽性良好、易於電鍍或塗裝、焊接性亦佳。

C2801 或是 C2801S:具有良好中級加工性、高強度及抗蝕性、添加錫音質更佳、適用銅鈸。

用途: 用於伸抽加工、連接器、端子、藝品類、鈕扣、喇叭鎖、消費性電子材料。