Karbon çelik vidalarının gerilme mukavemeti ve yorulma direnci, malzeme özelliklerinden etkilenir ve paslanmaz çelik ve alaşım çelik gibi diğer malzemelerden yapılan vidalarla karşılaştırıldığında, belirgin farklılıklar vardır:
1. Çekme mukavemeti
Çekme mukavemeti, bir malzemenin gerilirken veya kırılmadan önce çekilirken dayanabileceği maksimum stresi ifade eder.
Karbon Çelik Vidaları:
Gerilme mukavemeti: Karbon çelik vidaları Tipik olarak karbon içeriğine bağlı olarak geniş bir şekilde değişebilen iyi gerilme mukavemetine sahiptir. Düşük karbonlu çelikler (örn., AISI 1006) yaklaşık 350-500 MPa'lık bir gerilme mukavemeti vardır, yüksek karbonlu çelikler (örn. AISI 1095) 850-1000 MPa veya daha fazla gerilme mukavemetine sahip olabilir.
Karbon çeliği, gerilme mukavemetini arttırmak için genellikle ısıl işlem görür veya alaşımlıdır, ancak genellikle yüksek mukavemetli alaşım çelikler veya bazı paslanmaz çelik dereceler kadar güçlü değildir.
Paslanmaz çelik vidalar:
Çekme mukavemeti: Paslanmaz çelik vidalar genellikle düşük karbonlu çelikten daha yüksek gerilme mukavemetine sahiptir, 304 veya 316 gibi yaygın alaşımlar gerilme mukavemetinde 500-800 MPa'ya ulaşır. Bazı yüksek mukavemetli paslanmaz çelik dereceler (örn., PH 17-4) 1000 MPa'ya kadar ulaşabilir.
Paslanmaz çelik, gerilme mukavemeti ve korozyon direnci dengesi sunar, bu da onu birçok uygulama için ideal hale getirir, ancak genellikle ısıl işlem görmüş alaşım çelikler kadar güçlü değildir.
Alaşımlı çelik vidalar:
Çekme mukavemeti: Yüksek karbon içeriğine sahip olanlar veya krom, molibden veya vanadyum gibi ek elemanlar gibi alaşım çelikler, gerilme mukavemetinde 1000-1500 MPa veya daha fazla ulaşabilir. Bu malzemeler özellikle maksimum mukavemet gerektiren yüksek performanslı uygulamalar için tasarlanmıştır.
Alaşımlı çelik vidalar, özellikle ağır hizmet tipi yüksek stresli uygulamalarda, gerilme mukavemetinde hem karbon hem de paslanmaz çelik vidalardan daha iyi performans gösterir.
2. Yorgunluk direnci
Yorgunluk direnci, bir malzemenin kırılmadan tekrarlanan veya dalgalanan strese dayanma yeteneğini ifade eder.
Karbon Çelik Vidaları:
Yorgunluk direnci: Karbon çelik vidaları genellikle orta derecede yorgunluk direncine sahiptir. Döngüsel yüklemeye dayanma yetenekleri karbon içeriği ve ısıl işlemden etkilenir. Yüksek karbonlu çelik vidalar, daha iyi gerilme mukavemeti sağlarken, daha kırılgan olma eğilimindedir, bu da yorulma direnclerini azaltabilir.
Vidaların sık veya döngüsel yüklemeye maruz kaldığı uygulamalarda, direnci iyileştirmek için özel olarak işlenmedikçe veya kaplanmadıkça karbon çeliği daha yüksek performanslı malzemelerden daha erken başarısız olabilir.
Paslanmaz çelik vidalar:
Yorgunluk direnci: Paslanmaz çelik vidalar, toklukları ve süneklikleri nedeniyle karbon çeliğinden daha iyi yorulma direnci sunma eğilimindedir. Krom ve diğer elementlerin varlığı, stresi zamanla emme yeteneklerini arttırır. 304 ve 316 gibi östenitik paslanmaz çelikler, işle suçlanabilir özellikleri nedeniyle yorgunluk stresini kullanmada özellikle iyidir.
Paslanmaz çelik vidalar genellikle sık titreşimleri veya döngüsel yüklemeyi içeren uygulamalar için seçilir, çünkü bu koşullar altında karbon çeliğine kıyasla daha iyi performans gösterirler.
Alaşımlı çelik vidalar:
Yorgunluk direnci: Alaşımlı çelikler, özellikle daha yüksek sertliğe sahip olan veya yorgunluğa direnmek için tasarlanmış olanlar, tipik olarak üçü arasında en iyi yorgunluk direncini sunar. Temperleme veya söndürme gibi ısıl işlem süreçleri, tekrarlanan yüklemeye dayanma yeteneklerini arttırır. Alaşımlı çelikler, havacılık, otomotiv ve ağır makineler gibi zorlu uygulamalarda yorgunluk direnci için optimize edilmiştir.
4130 veya 4340 gibi yüksek mukavemetli alaşımlar, hem karbon hem de paslanmaz çeliğe kıyasla önemli ölçüde üstün yorgunluk direnci sunan yüksek döngüsel stres ve yorgunluk yüklemesine sahip ortamlarda yaygın olarak kullanılır.
| Mülk | Karbon çelik vidaları | Paslanmaz çelik vidalar | Alaşım çelik vidalar |
| Gerilme mukavemeti | Orta ila yüksek (350-1000 MPa) | Orta ila yüksek (500-1000 MPa) | Çok yüksek (1000-1500 MPa) |
| Yorgunluk direnci | Ilıman | İyi (karbon çeliğinden daha iyi) | Mükemmel (en iyi yorgunluk direnci) |
Karbon çelik vidaları tipik olarak orta yük taşıma ve statik stresli uygulamalar için yeterlidir, ancak ek tedaviler olmadan döngüsel yükleme veya aşırı gerilme gerilimi altında mücadele edebilir.
Paslanmaz çelik vidalar daha iyi yorgunluk direnci ve korozyon direnci sunar, ancak genellikle alaşım çelik vidalar kadar güçlü değildir.
Alaşımlı çelik vidalar, yüksek stresli ve yorgunluğa eğilimli ortamlar için idealdir, yüksek performanslı alaşım bileşimi ve ısı işlemleri nedeniyle üstün gerilme mukavemeti ve yorgunluk direnci sunar.
