Độ bền kéo và sức đề kháng mỏi của ốc vít carbon bị ảnh hưởng bởi tính chất vật liệu của chúng và khi so sánh với các ốc vít làm từ các vật liệu khác như thép không gỉ và thép hợp kim, có những khác biệt rõ rệt:
1. Độ bền kéo
Độ bền kéo đề cập đến ứng suất tối đa mà một vật liệu có thể chịu được trong khi bị kéo dài hoặc kéo trước khi phá vỡ.
Vít thép carbon:
Độ bền kéo: Vít thép carbon Thông thường có độ bền kéo tốt, có thể có phạm vi rộng rãi tùy thuộc vào hàm lượng carbon. Thép carbon thấp (ví dụ, AISI 1006) có xu hướng có độ bền kéo khoảng 350-500 MPa, trong khi thép carbon cao (ví dụ, AISI 1095) có thể có độ bền kéo lên tới 850-1000 MPa trở lên.
Thép carbon thường được xử lý nhiệt hoặc hợp kim để tăng cường độ kéo của nó, nhưng nhìn chung nó không mạnh bằng thép hợp kim cường độ cao hoặc một số loại thép không gỉ.
Vít thép không gỉ:
Độ bền kéo: Vít thép không gỉ thường có độ bền kéo cao hơn thép carbon thấp, với các hợp kim phổ biến như 304 hoặc 316 đạt 500-800 MPa độ bền kéo. Một số loại thép không gỉ có độ bền cao (ví dụ, pH 17-4) có thể đạt tới 1000 MPa.
Thép không gỉ cung cấp sự cân bằng của sức mạnh kéo và khả năng chống ăn mòn, làm cho nó trở nên lý tưởng cho nhiều ứng dụng, nhưng nó thường không mạnh như thép hợp kim được xử lý nhiệt.
Vít thép hợp kim:
Độ bền kéo: Thép hợp kim, chẳng hạn như những người có hàm lượng carbon cao hoặc các nguyên tố được thêm vào như crom, molybden hoặc vanadi, có thể đạt được 1000-1500 MPa trở lên trong độ bền kéo. Những vật liệu này được thiết kế đặc biệt cho các ứng dụng hiệu suất cao đòi hỏi sức mạnh tối đa.
Vít thép hợp kim thường vượt trội so với cả vít carbon và thép không gỉ với độ bền kéo, đặc biệt là trong các ứng dụng nặng, căng thẳng cao.
2. Kháng mỏi
Kháng mỏi đề cập đến khả năng của một vật liệu để chịu được căng thẳng lặp đi lặp lại hoặc dao động mà không bị phá vỡ.
Vít thép carbon:
Kháng mỏi: Vít thép carbon thường có sức đề kháng mệt mỏi vừa phải. Khả năng của họ để chịu được tải theo chu kỳ bị ảnh hưởng bởi hàm lượng carbon và xử lý nhiệt. Các ốc vít thép carbon cao, trong khi cung cấp độ bền kéo tốt hơn, có xu hướng dễ vỡ hơn, có thể làm giảm khả năng chống mỏi của chúng.
Trong các ứng dụng mà các ốc vít phải chịu tải thường xuyên hoặc theo chu kỳ, thép carbon có thể thất bại sớm hơn các vật liệu hiệu suất cao hơn trừ khi được xử lý hoặc phủ đặc biệt để cải thiện khả năng kháng.
Vít thép không gỉ:
Kháng mỏi: Vít thép không gỉ có xu hướng cung cấp khả năng chống mỏi tốt hơn so với thép carbon do độ bền và độ dẻo của chúng. Sự hiện diện của crom và các yếu tố khác làm tăng khả năng hấp thụ căng thẳng theo thời gian. Thép không gỉ Austenitic như 304 và 316 đặc biệt giỏi trong việc xử lý căng thẳng mệt mỏi do tính chất có thể làm việc của chúng.
Các ốc vít bằng thép không gỉ thường được chọn cho các ứng dụng liên quan đến các rung động thường xuyên hoặc tải theo chu kỳ vì chúng hoạt động tốt hơn trong các điều kiện như vậy so với thép carbon.
Vít thép hợp kim:
Kháng mỏi: Thép hợp kim, đặc biệt là những người có độ cứng cao hơn hoặc được thiết kế để chống lại sự mệt mỏi, thường cung cấp khả năng chống mệt mỏi tốt nhất trong số ba người. Các quá trình xử lý nhiệt như ủ hoặc dập tắt tăng cường khả năng chịu được tải lặp đi lặp lại. Thép hợp kim được tối ưu hóa cho sức đề kháng mệt mỏi trong các ứng dụng đòi hỏi như hàng không vũ trụ, ô tô và máy móc hạng nặng.
Các hợp kim cường độ cao như 4130 hoặc 4340 thường được sử dụng trong các môi trường có ứng suất tuần hoàn và tải trọng mệt mỏi, cung cấp khả năng chống mỏi vượt trội so với cả carbon và thép không gỉ.
| Tài sản | Vít thép carbon | Ốc vít bằng thép không gỉ | Vít thép hợp kim |
| Độ bền kéo | Trung bình đến cao (350-1000 MPa) | Trung bình đến cao (500-1000 MPa) | Rất cao (1000-1500 MPa) |
| Kháng mệt mỏi | Vừa phải | Tốt (tốt hơn thép carbon) | Tuyệt vời (Kháng mệt mỏi tốt nhất) |
Vít thép carbon thường đủ cho các ứng dụng có tải trọng vừa phải và ứng suất tĩnh nhưng có thể đấu tranh dưới tải theo chu kỳ hoặc ứng suất kéo cực độ mà không cần điều trị bổ sung.
Vít thép không gỉ cung cấp khả năng chống mỏi và kháng ăn mòn tốt hơn nhưng thường không mạnh bằng ốc vít thép hợp kim.
Vít thép hợp kim là lý tưởng cho môi trường dễ căng thẳng và mệt mỏi, cung cấp sức mạnh kéo cao và khả năng chống mỏi do thành phần hợp kim hiệu suất cao và phương pháp điều trị nhiệt.
