如何选用适当的材料制造符合性能需求及经济效益的螺丝是螺丝制造的要务，本文从材料的强度、耐蚀、耐温及成份等逐一分析讨论，以供选用。

一、 前言

      螺丝的性能需求依照使用目的的不同而有明显差异，而螺丝的性能能否发挥与其材料选用有密切关系，若材料选用不正确或不适当，可能造成无法发挥其性能，使用寿命降低，甚至发生失效意外，或者增加加工的困难度，使之成本过高等，所以材料的选用非常重要。材料选用前应先熟悉材料的分类、成份、性质、加工性及应用，无论从事螺丝设计、制造、品管、测试的工作，均应了解其相关知识，以备需要。

      螺丝可以由许多不同的材料制成，例如金属或非金属，只要具有材料性质如用途及限制，在选用材料商应不致发生太大困难。比如螺丝需要高强度及高负荷，便会考虑钢材。若需要用于易腐蚀的环境，便会考虑需要一个保护层，如表面处理或钝化膜。若用于更恶劣复杂的环境，便会考虑不锈钢或非铁基金属合金。若不需要磁性，便需要考虑奥氏体不锈钢或铝、铜合金，甚至于非金属材料。若需要良好的导电性，则会考虑铝、铜甚至银。若需要高抗电阻性，则会考虑合适的非金属材料。若需要高强度、密度低，则会考虑钛合金、铝合金及碳纤维材料。若需要用于高温或低温环境，则会考虑采用高温金属或含镍金属。

二、 如何选用螺丝材料

      螺丝工程师的职责是评估螺丝的使用范围及将设计参数予以量化，拥有这些资料后，如何选用材料便不是问题。通常针对各种材料先进行化学分析，只要材料的化学成份正确及制造设备与加工工艺恰当，那么符合品质要求的螺丝就不难被制造出来。所以设计工程师不需要非常熟悉材料、设备或加工技术哪个最好，大多数情况下是设计工程师制定出螺丝的使用环境及性能要求后，由制造工程师依据完工期限及经济性，决定选用何种材料。应避免对生厂商的过多限制，赋予生产商最大自主性，则制造效率更高。

      在螺丝设计及材料选用前，应先了解螺丝制造的成本。材料费用一般占全部制造费用的30%～80%，目前最廉价的原料是低碳钢，碳含量增加或添加合金元素时，费用也相应的增加。中碳钢及合金钢费用明显较低碳钢高，不锈钢为中碳钢2.5倍以上，超高温合金及低温合金可高达100倍以上。除非有特别需要，应以节约成本为原则，只要能符合螺丝的性能要求，并不需要太好的材料，否则制造成本过高，反而不符合经济效益，所以工程师要特别注意选用材料的成本不要超过其性能需求的成本。

三、 螺丝强度

      如果强度是设计唯一考量，则材料选用时非钢材莫属，因为钢材具有最经济及有多用途性。低碳钢螺丝抗拉强度可达60 ksi，中碳钢可达120 ksi，低合金钢可达150 ksi以上，有些超合金可达260 ksi以上，要大於400 ksi以上的螺丝以现代的制造技术也可以达到。

      不锈钢螺丝主要有奥氏体、马氏体及铁素体等三类，其强度明显不同。奥氏体不锈钢不能淬火硬化，退火为其唯一热处理方式。经冷加工及应变硬化即可改善其强度。前者可达75~125 ksi，后者则為70 ksi左右。马氏体不锈钢可以淬火硬化，其强度经热处理后可高达180 ksi。

      铝及铝合金螺丝强度约13~60 ksi，铜合金螺丝强度约50~105 ksi，镍合金螺丝强度约70~130 ksi，钛合金螺丝强度约150~200 ksi，非金属螺丝强度则在10 ksi以下。