Hiiliteräsruuvien vetolujuuteen ja väsymiskestävyyteen vaikuttavat niiden materiaalien ominaisuudet, ja verrattuna muihin materiaaleihin, kuten ruostumattomasta teräksestä ja kevytmetalliteräksistä, valmistettuihin ruuveihin on selviä eroja:
1. Vetolujuus
Vetolujuus viittaa suurimpaan jännitykseen, jonka materiaali kestää, kun se venytetään tai vedetään ennen murtumista.
Hiiliteräsruuvit:
Vetolujuus: Hiiliteräsruuvit Tyypillisesti on hyvä vetolujuus, joka voi vaihdella suuresti hiilipitoisuudesta riippuen. Vähähiiliset teräkset (esim. AISI 1006) on yleensä vetolujuus noin 350-500 MPa, kun taas korkean hiilihankin teräksissä (esim. AISI 1095) voi olla vetolujuus enintään 850-1000 MPa tai enemmän.
Hiiliteräs on usein lämpökäsitetty tai seostettu sen vetolujuuden lisäämiseksi, mutta se ei yleensä ole niin vahva kuin luja seosteräkset tai jotkut ruostumattomasta teräksestä valmistetut arvosanat.
Ruostumattomasta teräksestä valmistetut ruuvit:
Vetolujuus: Ruostumattomasta teräksestä valmistettujen ruuvien vetolujuus on yleensä suurempi kuin vähähiilinen teräs, jolla on yhteiset seokset, kuten 304 tai 316, jotka saavuttavat 500-800 MPa vetolujuudessa. Jotkut korkean lujuuden ruostumattomasta teräksestä valmistetut arvosanat (esim. PH 17-4) voivat olla jopa 1000 MPa.
Ruostumaton teräs tarjoaa tasapainon vetolujuudesta ja korroosionkestävyydestä, mikä tekee siitä ihanteellisen monille sovelluksille, mutta se ei usein ole yhtä vahvaa kuin lämpökäsitellyt seosterät.
Seosteräsruuvit:
Vetolujuus: Seosteräkset, kuten ne, joilla on korkea hiilipitoisuus tai lisättyjä elementtejä, kuten kromi, molybdeeni tai vanadiumi, voivat saavuttaa 1000-1500 MPa tai enemmän vetolujuudessa. Nämä materiaalit on suunniteltu erityisesti korkean suorituskyvyn sovelluksiin, jotka vaativat maksimaalista lujuutta.
Seosteräsruuvit ylittävät usein sekä hiili- että ruostumattomasta teräksestä valmistetut ruuvit vetolujuudessa, etenkin raskaissa, korkean stressin sovelluksissa.
2. väsymiskestävyys
Väsymiskestävyys tarkoittaa materiaalin kykyä kestää toistuvaa tai vaihtelevaa stressiä murtumatta.
Hiiliteräsruuvit:
Väsymyksenkestävyys: Hiiliteräsruuveilla on yleensä kohtalainen väsymiskestävyys. Hiilipitoisuus ja lämpökäsittely vaikuttaa niiden kykyyn kestämään syklistä kuormitusta. Korkean hiilen teräsruuvit, samalla kun ne tarjoavat paremman vetolujuuden, ovat yleensä hauraampia, mikä voi vähentää niiden väsymiskestävyyttä.
Sovelluksissa, joissa ruuvit kohdistuvat usein tai sykliseen kuormitukseen, hiiliteräs voi epäonnistua aikaisemmin kuin korkeamman suorituskyvyn materiaalit, ellei erityisesti käsitellä tai päällystetä resistenssin parantamiseksi.
Ruostumattomasta teräksestä valmistetut ruuvit:
Väsymiskestävyys: Ruostumattomasta teräksestä valmistetut ruuvit tarjoavat yleensä parempaa väsymiskestävyyttä kuin hiiliteräs niiden sitkeyden ja sitkeyden vuoksi. Kromin ja muiden elementtien läsnäolo lisää niiden kykyä absorboida stressiä ajan myötä. Austeniittiset ruostumattomat teräkset, kuten 304 ja 316
Ruostumattomasta teräksestä valmistetut ruuvit valitaan usein sovelluksiin, joihin sisältyy usein värähtelyjä tai syklistä kuormitusta, koska ne toimivat paremmin tällaisissa olosuhteissa hiiliteräksessä verrattuna.
Seosteräsruuvit:
Väsymyksenkestävyys: Seosteräkset, etenkin ne, joilla on suurempi kovuus tai jotka on suunniteltu kestämään väsymystä, tarjoavat tyypillisesti parhaan väsymiskestävyyden kolmen keskuudessa. Lämmönkäsittelyprosessit, kuten karkaaminen tai sammutus, parantavat niiden kykyä kestää toistuva kuormitus. Seosteräkset on optimoitu väsymyksenkestämään vaativissa sovelluksissa, kuten ilmailu-, auto- ja raskaita koneita.
Korkean lujuuden seoksia, kuten 4130 tai 4340
| Omaisuus | Hiiliteräsruuvit | Ruostumattomasta teräksestä valmistetut ruuvit | Seoksen teräsruuvit |
| Vetolujuus | Kohtalainen tai korkea (350-1000 MPa) | Kohtalainen tai korkea (500-1000 MPa) | Erittäin korkea (1000-1500 MPa) |
| Väsymiskestävyys | Kohtuullinen | Hyvä (parempi kuin hiiliteräs) | Erinomainen (paras väsymiskestävyys) |
Hiiliteräsruuvit ovat tyypillisesti riittäviä sovelluksiin, joissa on kohtalainen kuormitus ja staattinen jännitys, mutta ne voivat kamppailemaan syklisen kuormituksen tai äärimmäisen vetolujuuden alla ilman lisäkäsittelyjä.
Ruostumattomasta teräksestä valmistetut ruuvit tarjoavat paremman väsymiskestävyyden ja korroosionkestävyyden, mutta eivät yleensä ole niin vahvoja kuin seosteräsruuvit.
Seosteräsruuvit ovat ihanteellisia korkean stressin ja väsymystäalisten ympäristöjen kanssa, jotka tarjoavat erinomaisen vetolujuuden ja väsymiskestävyyden niiden korkean suorituskyvyn seoskoostumuksen ja lämpökäsittelyn vuoksi.
