Ovaj članak uglavnom uvodi sastav i mehaničke osobine vijačnih materijala od ugljeničnog čelika koji se obično koriste u industriji. Drugi, kao što su aluminijumske legure, legure bakra, legure nikla, legure titana ili super legure, takođe imaju različite karakteristike i primjene.
Sadržaj hromovih ferorolejka od preko 12% se naziva nerđajući čelik, jer je hrom ne-korozivni element, tako da nerđajući čelik ima dobru otpornost na koroziju, što je veći sadržaj hroma, to je bolja otpornost na koroziju. Svi nerđajući čelici sadrže ugljenik pored gvožđa i hroma. Karbon može povećati tvrdoću, ali ima negativan utjecaj na otpornost na koroziju, jer se hrom i ugljenik mogu formirati karbidi. Hrom u sredini karbida nema antioksidativne osobine. Kada se sadržaj ugljenika povećava, sadržaj hroma takođe treba povećati, inače će se otpornost na koroziju pogoršati, tako da je većina ugljenika od nerđajućeg čelika veoma niska, a sadržaj ugljenika mora biti strogo kontrolisan. Osim toga, svi nerđajući čelici sadrže druge elemente legure. Svaki element ima svoje karakteristike. Na primer, nikal je jedan od najvažnijih elemenata, koji može značajno poboljšati otpornost na koroziju, krutost na niskim temperaturama i jačinu visoke temperature. Pored toga, svi bitni elementi za legiranje, molibden, bakar, silicijum, aluminijum, selen, sumpor, antimon, kobalt, titan itd. Mogu se kontrolisati i formulisati kako bi se postigle željene mehaničke osobine.
Razlog zašto nerđajući čelik nije lako rđati jeste da metalna površina prirodno stvara nevidljiv oksidni film, koji može sprečiti dalje oksidaciju. Prilikom obrade vijaka kao što su kovanja glave i obrtanja, površina može biti zagađena sitnim metalnim česticama koje generišu alatni kalup koji se obrađuje, a naknadna toplotna obrada može također prouzrokovati kontaminaciju. Ako je vijkom proizveden bez čišćenja nakon što je proizveden, izgled rđe izgleda da nije rđa proizvoda. Zapravo, to je prouzrokovano nečistoćama ili nečistoće koje sahranjuju na površini. Prema tome, vijci od nerđajućeg čelika moraju biti isprani kiselinom prije isporuke. Površina će brzo formirati oksidni film i ukloniti zagađivače površine.
Nerđajući čelik je podeljen u četiri kategorije: austenit, ferit, martenzit i čvrstoće ojačanog čelika, a svaka ima svoje prednosti i mane. Najcenjeniji je najsavremeniji austenitni nerđajući čelik. Oko 80% vijaka od nerđajućeg čelika je napravljeno od njega. Njegova mikrostruktura je uglavnom austenit. Hrom i nikal su glavni elementi za legiranje. Sve dok se ohladi, njegova mehanička svojstva se mogu poboljšati. . Najčešće korišćeni sadržaj je 18% hroma, 8% nikla se zove 18-8 ili 300 serija. Otpornost na koroziju je bolja od feritnog i martenzitnog nerđajućeg čelika, a nije magnetska. Ima veću čvrstoću pri veoma niskoj temperaturi ili visokoj temperaturi. I dobra žilavost. Austenitski nerđajući čelici uključuju 301, 302, 303, 303 Se, 304, 305, 384, XM7, 316, 321 i 347.
303 i 303 Se (17/19% hrom, 8/10% nikla) se lako okreću i nisu pogodni za hladno kretanje. 304 (18/20% hrom, 8 / 10.5% nikla, 0.08% ili manje ugljenika) pogodan je za hladne i vruće lonce i ima dobru otpornost na koroziju. Uobičajeno se koristi za proizvodnju vijaka za vruće radove s velikom veličinom u obliku oblika. 305 (17/19% hrom, 10,5 / 13% nikla) smanjuje brzinu radnog otvrdnjavanja i omogućava lako hladno oblikovanje. 384 (15/17% hrom, 17/19% nikla, 0,08% ili manje ugljenika) posebno se koristi za hladno kovane matice i vijke sa ukrštenim vijkom. Zbog visokog sadržaja nikla, brzina otvrdnjavanja može se smanjiti. 384 Nakon hladnog napuštanja, još uvek nema magnetizma, ali ostali austenitni nerđajući čelici će imati malo magnetne po hladnom zaglavlju i moraju se žariti da bi se vratili nemagnetski svojstva. XM7 (17/19% hrom, 8/10% nikla, 3/4% bakra) je poboljšan 302 sa boljim hladnim naslovom i nižim troškovima od 305, 384. 316 (16/18% hroma, 10/14% nikla, 2/3% molibdena i 0,08% ili manje ugljenika) imaju odličnu otpornost na koroziju od halogena usled prisustva molibdena i još uvijek su veća od drugih austenitnih nerđajućih čelika na povišenim temperaturama. Visoka zatezna čvrstoća i latentni intenzitet. 321 (17/19% hrom, 9/12% nikla) i 347 (17/19% bakar, 9/13% nikla) su stabilni nerđajući čelici. Imaju dobru otpornost na koroziju čak i na temperaturama do 820 ° C. Proizvodnja vazduhoplovne industrije ili vijka koji se koriste za zagađivanje okoline visokim temperaturama ili hemikalijama.
U mikrostrukturi feritnog nerđajućeg čelika dominira ferit, što čini oko 5% vijaka od nerđajućeg čelika. Hrom je glavni element za legiranje. Ima magnetna svojstva i ima bolju otpornost na koroziju od martenzita. Sadržaj ostalih elemenata je vrlo mali, a ovaj nerđajući čelik je posebno otporan na rje i koroziju. 430 vijaka (14/18% hroma, 0,12% ili manje ugljenika) se koriste za izradu vijaka. Najčešće se koriste za hladno kretanje i vruće kretanje. Dodavanje sumpora u 430F može poboljšati performanse pretvaranja. Ako uzmete u obzir ekonomičnost, materijalnu cenu i otpornost na koroziju, izaberite feritni nehrđajući čelik kako bi vijci bili prikladniji. Oba feritna i austenitna nerđajuća čelika ne mogu se ugasiti i mogu se samo izvlačiti i hladno ojačati da bi poboljšala svoju čvrstoću i tvrdoću, ali njihova duktilnost se pogoršava, pa se obično žaraju da uklone ostatke naprezanja i vraćaju duktilnost.
Martensitic mikrostruktura od nerđajućeg čelika martensit, oko 10% vijaka od nerđajućeg čelika, sa hromom kao glavnim legirnim elementom, magnetnim, može se ugasiti za dobijanje najviših mehaničkih svojstava, a SAE 5, 8, ASTM A449 grade, A354 BD nivo aproksimacije. Međutim, otpornost na koroziju je gora nego kod austenitnih i feritnih nerđajućih čelika. Vijci su obično napravljeni od 400 serijskih materijala, kao što su 410, 416, 416 Se i 431.
410 (12,5 / 13,5% hrom, ugljenik ispod 0,15%) je sličan sa SAE ocjenom 5 ili A449. Posle toplotnog tretmana, može povećati snagu i lako se hladi i vruće. Zbog niskog sadržaja hroma, on je najjeftiniji u svim nerđajućim čelikima. Ako je otpornost na koroziju SA galvanizovanih pocinkovanih vijaka ili vijaka s kadmijumom nedovoljna, umjesto 410 može se koristiti.
416 i 416 Se (12/14% hrom, manje od 0,15% ugljenika, sumpora ili arsena), okretanje može biti najbolji od svih nerđajućih čelika, mehanički ekvivalentan 410. 431 (15/17% hrom, 1,25 / 2,5% nikla i 0,2% ili manje ugljenika) se najčešće koriste u proizvodnji vazdušnih vijaka. Zahvaljujući visokoj snazi i otpornosti na koroziju, oni su lako hladni i vrući. Mehanička svojstva nisu ništa manje od SAE 8 i ASTM A354 Class BD.
Čelični vijci od čvrstoće padavine čine 5% vijaka od nerđajućeg čelika, a njihova upotreba postaje sve važnija. Oni imaju otpornost na koroziju uporediv sa onima od austenita i visoke čvrstoće jednake onoj od martenzita. Na primer, 630 (15,5 / 17,5% hrom, 3/5% nikla, 0,07% ili manje ugljenika, 0,15 / 0,45% itriuma i itrija), poznatog i kao 17-4PH, najčešće se koristi za čišćenje proizvodnju vijaka, osim za visoke čvrstoće. Duktilnost je takođe dobra, i može izdržati visoke i niske temperature.