Chrom metaliczny jest srebrzystoszarym metalem z błękitnym połyskiem. Jego dodatek zwiększa twardość stali, jej odporność na ścieranie i rozciąganie. Jego dodatek ogranicza zjawisko tzw. pełzania, co znalazło zastosowanie w stopach żarowytrzymałych (odmiana stali żaroodpornej). Reagując z tlenem atmosferycznym czy np. stężonym kwasem azotowym (V) chrom ulega pasywacji – tzn. na jego powierzchni powstaje pasywna warstwa produktów, które nie dopuszczają do dalszego reagowania. Zjawisko to wykorzystuje się celem zwiększenia odporności na korozję.

Do produkcji elementów złącznych wykorzystuje się kilka podstawowych gatunków stali stopowych, oznaczonych literami A, C i F:

AUSTENITYCZNE

oznaczane literą A (np. A1, A2, A3, A4, A5). Stali tych nie hartuje się, przeważnie nie wykazują one własności magnetycznych.

• A1 – np. 1.4305 (AISI 303) – z dodatkiem stopowym miedzi (do ok. 2%). Używane przy mniejszych elementach złącznych np. kołkach, wkrętach dociskowych itp. Posiadają ograniczone własności antykorozyjne.
• A2 – np. 1.4301 (AISI 304), 1.4303 (AISI 305). Nazywane popularnie nierdzewnymi. Powszechnie stosowana odmiana stali nierdzewnej o dobrych parametrach antykorozyjnych.
• A3 – np. 1.4541 (AISI 321) , 1.4550 (AISI 347). Odmiany te, przy parametrach zbliżonych do gatunków A2, dodatkowo stabilizowane są tytanem Ti (1.4541), niobem Nb (1.4550) lub tantalem Ta, poprawiającymi ogólne parametry stali.
• A4 – 1.4401 (AISI 316) , 1.4436 (AISI 319), 1.4580 (AISI 316Cb). Nazywane popularnie kwasoodpornymi. Dodatek molibdenu Mo zwiększa pasywność stali i ich odporność na działanie kwasów czy chloru. Uzyskane w ten sposób bardzo dobre właściwości antykorozyjne znajdują zastosowanie m.in. w przemyśle chemicznym i technice morskiej.
• A5 – 1.4571 (AISI 316Ti) Są to stopy posiadające zalety stali kwasoodpornych, dodatkowo stabilizowane pierwiastkami Ti, Nb lub Ta.

MARTENZYTYCZNE

oznaczone literą C. Wyróżniamy następujące grupy stali martenzytycznych: C1, C3, C4. Mogą one być poddawane hartowaniu, a także wykazują własności magnetyczne przy słabszych parametrach antykorozyjnych.

• C1 – 1.4006 (AISI 410) , 1.4021 (AISI 420)
• C3 – 1.4057 (AISI 431)
• C4 – 1.4104 (AISI 430F) , 1.4034

FERRYTYCZNE

oznaczone literą F. Stale te nie zawierają drogiego niklu Ni, co sprawia że coraz częściej sięga się po ten gatunek. Cechują się wysoką, w stosunku do stali austenitycznych, odpornością na korozję międzykrystaliczną wywoływaną naprężeniami.

• F1 – 1.4000 (AISI 4105/ 403), 1.4002 (AISI 405), 1.4016 (AISI 430) , 1.4510 (430Ti / 439)

AUSTENITYCZNO-FERRYTYCZNE

np. 1.4462 (AISI 329). To dodatkowa grupa, zwana także DUPLEX. Wchodzące w jej skład stale są używane coraz częściej ze względu dużą odporność antykorozyjną, podwyższoną twardość oraz wytrzymałość na rozciąganie.

Odporność chemiczna

Na wyrobach ze stali austenitycznej obok oznaczenia literowego umieszcza się oznaczenie cyfrowe (np. A1, A2, A3, A4, A5), stanowiące umowne oznaczenie grupy wzrastającej odporności na czynniki chemiczne.

Klasy własności mechanicznych

Klasę własności mechanicznych oznacza się dwoma cyframi, wskazującymi 10% nominalnej minimalnej wytrzymałości stali na rozciąganie Rm min., mierzonej w MPa. W oznaczaniu stosuje się następujący podział:

stale austenityczne

• (A1 – A5) wyróżniamy klasy 50, 70 i 80 – dla nakrętek niskich odpowiednio 025, 035 i 040

stale martenzytyczne:

• (C1) – klasy 50, 70, 110 – dla nakrętek niskich odpowiednio 025, 035 i 055
• (C3) – klasy 80 – dla nakrętek niskich 040
• (C4) – klasy 50, 70 – dla nakrętek niskich kolejno 025 i 035
• stale ferrytyczne (F1) klasy 45, 60 – dla nakrętek niskich odpowiednio 020 i 030

Oznaczenia na elementach złącznych ze stali stopowych.

Najczęściej używane są stale austenityczne A2 i A4.

Oznaczenie A jest skrótem od Austenitycza Stal Chromowo – Niklowa o zawartości dodatków stopowych 15-20% chromu oraz 5-15% niklu.

• A1 – nadaje się do obróbki skrawaniem z dodatkiem stopowym 2% miedzi. Ma ograniczoną odporność na korozję.
• A2 – Często stosowany gatunek stali o zawartości około 18% chromu i około 8% niklu (stal 18-8). Dobra odporność na korozję.
• A3 – Właściwości jak A2. Stabilizowana Ti, Nb lub Ta ,dlatego również w wysokich temperaturach nie tworzy węglików chromu.
• A4 – Często stosowany materiał kwasoodporny. Dzięki dodatkowi 2% molibdenu nadaje się do zastosowań w wodzie słonej i zawierającej chlor.
• A5 – Właściwości jak A4, dodatkowo stabilizowana jak A3.

Śruby z tych gatunków materiałów produkuje się w klasach wytrzymałości 50, 70 i 80. Liczby te oznaczają 1/10 minimalnej wytrzymałości na rozciąganie w MPa.

Stale chromowo-niklowe nie hartują się.

Wyższe klasy wytrzymałości 70 i 80 uzyskuje się na drodze przeróbki plastycznej. Chociaż stale chromowo-niklowe nie są magnetyczne, części z nich wykonane mogą pod wpływem obróbki plastycznej na zimno nabyć słabe własności magnetyczne.

Części w klasie wytrzymałości 50 są dostarczane jako obrobione plastycznie na gorąco lub wykończone obróbką skrawaniem.

Oznaczenia na elementach złącznych ze stali stopowych.

Na stalach niskostopowych pod w trakcie użytkowania pojawia się tlenek żelaza (rdza). Na stalach stopowych zawierających dodatek chromu powyżej 12% pojawia się tlenek chromu, który blokując dalszą penetrację tlenu, chroni przed korozją. Taka stal jest nazywana odporną na korozję (nierdzewną).

Nierdzewne i kwasoodporne elementy złączne są opisane przez normę PN-EN ISO 3506 (cz. 1) i podzielone wg grup stali, gatunków stali oraz klas wytrzymałości.

Stale ferrytyczne (F1) są magnetyczne.

Stale martenzytyczne (C1, C3, C4) można hartować, ale mają ograniczoną odporność na korozję.

Chrom metaliczny jest srebrzystoszarym metalem z błękitnym połyskiem. Jego dodatek zwiększa twardość stali, jej odporność na ścieranie i rozciąganie. Jego dodatek ogranicza zjawisko tzw. pełzania, co znalazło zastosowanie w stopach żarowytrzymałych (odmiana stali żaroodpornej). Reagując z tlenem atmosferycznym czy np. stężonym kwasem azotowym (V) chrom ulega pasywacji – tzn. na jego powierzchni powstaje pasywna warstwa produktów, które nie dopuszczają do dalszego reagowania. Zjawisko to wykorzystuje się celem zwiększenia odporności na korozję.

Do produkcji elementów złącznych wykorzystuje się kilka podstawowych gatunków stali stopowych, oznaczonych literami A, C i F:

AUSTENITYCZNE

, oznaczane literą A (np. A1, A2, A3, A4, A5). Stali tych nie hartuje się; przeważnie nie wykazują one własności magnetycznych.

A1 – np. 1.4305 (AISI 303) – z dodatkiem stopowym miedzi (do ok. 2%). Używane przy mniejszych elementach złącznych np. kołkach, wkrętach dociskowych itp. Posiadają ograniczone własności antykorozyjne.

A2 – np. 1.4301 (AISI 304), 1.4303 (AISI 305). Nazywane popularnie nierdzewnymi. Powszechnie stosowana odmiana stali nierdzewnej o dobrych parametrach antykorozyjnych.

A3 – np. 1.4541 (AISI 321) , 1.4550 (AISI 347). Odmiany te, przy parametrach zbliżonych do gatunków A2, dodatkowo stabilizowane są tytanem Ti (1.4541), niobem Nb (1.4550) lub tantalem Ta, poprawiającymi ogólne parametry stali.

A4 – 1.4401 (AISI 316) , 1.4436 (AISI 319), 1.4580 (AISI 316Cb). Nazywane popularnie kwasoodpornymi. Dodatek molibdenu Mo zwiększa pasywność stali i ich odporność na działanie kwasów czy chloru. Uzyskane w ten sposób bardzo dobre właściwości antykorozyjne znajdują zastosowanie m.in. w przemyśle chemicznym i technice morskiej.

A5 – 1.4571 (AISI 316Ti) Są to stopy posiadające zalety stali kwasoodpornych, dodatkowo stabilizowane pierwiastkami Ti, Nb lub Ta.

MARTENZYTYCZNE

, oznaczone literą C. Wyróżniamy następujące grupy stali martenzytycznych: C1, C3, C4. Mogą one być poddawane hartowaniu, a także wykazują własności magnetyczne przy słabszych parametrach antykorozyjnych.

C1 – 1.4006 (AISI 410) , 1.4021 (AISI 420)

C3 – 1.4057 (AISI 431)

C4 – 1.4104 (AISI 430F) , 1.4034

FERRYTYCZNE

oznaczone literą F. Stale te nie zawierają drogiego niklu Ni, co sprawia że coraz częściej sięga się po ten gatunek. Cechują się wysoką, w stosunku do stali austenitycznych, odpornością na korozję międzykrystaliczną wywoływaną naprężeniami.

F1 – 1.4000 (AISI 4105/ 403), 1.4002 (AISI 405), 1.4016 (AISI 430) , 1.4510 (430Ti / 439)

AUSTENITYCZNO-FERRYTYCZNE

, np. 1.4462 (AISI 329). To dodatkowa grupa, zwana także DUPLEX. Wchodzące w jej skład stale są używane coraz częściej ze względu dużą odporność antykorozyjną, podwyższoną twardość oraz wytrzymałość na rozciąganie.

Odporność chemiczna
Na wyrobach ze stali austenitycznej obok oznaczenia literowego umieszcza się oznaczenie cyfrowe (np. A1, A2, A3, A4, A5), stanowiące umowne oznaczenie grupy wzrastającej odporności na czynniki chemiczne.

Klasy własności mechanicznych

Klasę własności mechanicznych oznacza się dwoma cyframi, wskazującymi 10% nominalnej minimalnej wytrzymałości stali na rozciąganie Rm min., mierzonej w MPa. W oznaczaniu stosuje się następujący podział:

– stale austenityczne
(A1 – A5) wyróżniamy klasy 50, 70 i 80 – dla nakrętek niskich odpowiednio 025, 035 i 040

– stale martenzytyczne:
(C1) – klasy 50, 70, 110 – dla nakrętek niskich odpowiednio 025, 035 i 055

(C3) – klasy 80 – dla nakrętek niskich 040

(C4) – klasy 50, 70 – dla nakrętek niskich kolejno 025 i 035

– stale ferrytyczne (F1)
klasy 45, 60 – dla nakrętek niskich odpowiednio 020 i 030

Oznaczenia na elementach złącznych ze stali stopowych.

Najczęściej używane są stale austenityczne A2 i A4.

Oznaczenie A jest skrótem od Austenitycza Stal Chromowo – Niklowa o zawartości dodatków stopowych 15-20% chromu oraz 5-15% niklu.

A1 – nadaje się do obróbki skrawaniem z dodatkiem stopowym 2% miedzi. Ma ograniczoną odporność na korozję.

A2 – Często stosowany gatunek stali o zawartości około 18% chromu i około 8% niklu (stal 18-8). Dobra odporność na korozję.

A3 – Właściwości jak A2. Stabilizowana Ti, Nb lub Ta ,dlatego również w wysokich temperaturach nie tworzy węglików chromu.

A4 – Często stosowany materiał kwasoodporny. Dzięki dodatkowi 2% molibdenu nadaje się do zastosowań w wodzie słonej i zawierającej chlor.

A5 – Właściwości jak A4, dodatkowo stabilizowana jak A3.

Śruby z tych gatunków materiałów produkuje się w klasach wytrzymałości 50, 70 i 80. Liczby te oznaczają 1/10 minimalnej wytrzymałości na rozciąganie w MPa. Stale chromowo-niklowe nie hartują się. Wyższe klasy wytrzymałości 70 i 80 uzyskuje się na drodze przeróbki plastycznej. Chociaż stale chromowo-niklowe nie są magnetyczne, części z nich wykonane mogą pod wpływem obróbki plastycznej na zimno nabyć słabe własności magnetyczne.

Części w klasie wytrzymałości 50 są dostarczane jako obrobione plastycznie na gorąco lub wykończone obróbką skrawaniem.

Oznaczenia na elementach złącznych ze stali stopowych.

Na stalach niskostopowych pod w trakcie użytkowania pojawia się tlenek żelaza (rdza). Na stalach stopowych zawierających dodatek chromu powyżej 12% pojawia się tlenek chromu, który blokując dalszą penetrację tlenu, chroni przed korozją. Taka stal jest nazywana odporną na korozję (nierdzewną).

Nierdzewne i kwasoodporne elementy złączne są opisane przez normę PN-EN ISO 3506 (cz. 1) i podzielone wg grup stali, gatunków stali oraz klas wytrzymałości.

Stale ferrytyczne (F1) są magnetyczne.

Stale martenzytyczne (C1, C3, C4) można hartować, ale mają ograniczoną odporność na korozję.

Stale i stopy o szczególnych własnościach dzięki dodatkom różnych pierwiastków, poddaniu wysokospecjalistycznej obróbce i zastosowaniu wysokiego reżimu produkcji oraz montażu, pozwalają uzyskać unikalne właściwości. Są one niezbędne dla elementów pracujących w wysokich temperaturach i ciśnieniach, oraz dla elementów narażonych na zwiększone zużycie i pracujących w agresywnym środowisku.

Ważniejsze gatunki stali specjalnych to:

• stale nierdzewne (hiperłącze do nierdzewnych)
• stale kwasoodporne (łącze do kwasoodpornych)
• stale żaroodporne np. 1.4712, 1.4724, 1.4843, 1.4845,
• stale żarowytrzymałe np. 1.4948, 1.4962, 1.4983, 1.4988,
• stale zaworowe np.: 1.4718, 1.4731,
• stale odporne na zużycie:
  • stal Hadfielda np. 1.3401
  • stale maraging np.: 1.6356 (zawierające w swoim składzie ok. 2% tytanu Ti)

Elementy złączne wykonane ze stali specjalnych wykorzystuje się szeroko w przemyśle spożywczym, chemicznym, elektromaszynowym, związanym z przetwórstwem paliw (naftowym i gazowym) czy lotniczym. Ze względu na wysoki koszt niektórych specjalistycznych gatunków, potrzebne elementy wykonuje się w określonych partiach na specjalne zamówienia.

Jednym z przykładów elementów wykonanych z gatunków specjalnych są śruby do połączeń kołnierzowych, wykonane według następujących norm:

1. PN-67/H-74302
2. DIN 2509
3. DIN 2510

Tworzywa polimerowe (sztuczne) to materiały powszechnie wykorzystywane ze względu na swoje zalety: odporność na korozję i działanie czynników chemicznych, małą gęstością oraz niski koszt obróbki. Wykazują one jednak słabą odporność na wysoką temperaturę. Ze względu na swe właściwości tworzywa polimerowe wykorzystuje się zarówno do produkcji elementów złącznych (śrub, wkrętów, nakrętek, podkładek, osłonek kołpakowych czy zaślepek), jak również znormalizowanych elementów maszyn (rękojeści, uchwyty, dźwignie, pokrętła itp.).

Przykładowe tworzywa wykorzystywane do produkcji w/w elementów:

• nylon (poliamid 6) – PA 6
• nylon (poliamid 66) – PA 66
• polioksymetylen (poliacetal) – POM
• polipropylen – PP
• chlorek poliwinylu – PVC
• poliamid 12 – PA 12

Metale kolorowe to metale i ich stopy niezawierające żelaza (Fe). Cechują się doskonałym przewodnictwem elektrycznym, lekkością przy dużej twardości i kowalnością.
Podlegają procesowi pasywacji. Te i wiele innych cech (często współwystępujących) sprawia, że metale kolorowe znajdują wiele zastosowań w przemyśle. Do najczęściej wykorzystywanych przedstawicieli tej grupy zaliczamy:

• miedź Cu: zarówno w postaci czystej jak i popularnych stopów: brązu Br, mosiądzu Ms czy spiżu
• aluminium Al: głównie w postaci stopów z niewielkimi dodatkami innych pierwiastków – duraluminium, silumin, aeral
• nikiel Ni: stopy takie jak monel, inwar czy nowe srebro
• magnez Mg: stopy magnezu, które charakteryzują się małą gęstością i dużą odpornością mechaniczną

Z metali kolorowych wykonuje się m.in. znormalizowane elementy złączne, np. śruby, wkręty, nakrętki, podkładki, kołki, zawleczki czy pręty gwintowane.