多數螺絲釘的價格都很便宜，因為它們是由兼備了強度和韌性的鋼鐵材料制造而成。多數鋼鐵材料在經過熱處理后，其性質都會發生一定的變化。這里所說的鋼鐵材料指的并不是純度為100%的純鐵（iron），而是以鐵和碳為主要成分的碳素鐵（steel），一般會將其簡稱為鋼。碳素鐵中含有0.02%~2%的碳（C）、0.20%~0.8%的錳（Mn），還有硅（Si）、磷（P）和硫（S）等物質。具有代表性的碳素鋼有一下兩種類型。

　　一般結構用壓延鋼材（SS鋼材） 是鋼材中產量最大的一種，被用于車輛、船舶、橋梁等普通構造物中。這里的SS是Steel for Structure的簡稱。實際上，就像SS400這樣，一般會在SS的后面添加一組數字，400這個數字的含義是，鋼材的拉伸強度的最低保證應力是400N/mm2。

　　機械結構用碳素鋼（S-C鋼材） 與SS鋼材相比，多用于條件更加嚴酷的情況下。具體說來，如在高速旋轉的同時還需要支撐或者傳遞巨大力量的齒輪或者軸承等，實際上，就像S45C這樣，在字母S和C之間加入兩位數，這些數字指的是鋼材中碳所占的比例。另外，這里的C是單詞“Carbon”的簡稱。S-C鋼材與SS鋼材相比具有更高的性能，可以說是更加高級的材料。

　　冷鍛用碳素鋼線（SWCH：Carbon Steel Wire for Cold Heading and cold forging）是為冷鍛而專門開發出來的鋼材，現在，冷鍛已經成為主流的螺絲釘加工方式。這種鋼材的相關技術參數被規定得非常細致，如碳含量不能超過0.53%，錳含量不能超過1.65%，另外，因為其表面質量和力學性能、鋼線的直徑等技術參數對于冷鍛來說非常重要，所以相關規定也及其細致。

　　制造小螺絲釘時使用最多的幾種冷鍛用碳素鋼線有SWCH10R和SWCH16A等（圖4.1），其中的兩位數字分別表示碳素含量是0.10%和0.16%。一般來說，鋼材中碳素的含量越高，生產制造出來的螺栓等產品的強度就越大。另外，一般情況下與沸騰鋼（脫氧不完全的碳素鋼--譯者注）相比，脫氧鋼的組織更均勻，質量更優越。

　　圖4.1冷鍛用碳素鋼線

　　另外，SWCH鋼材是抽線生產廠家制造螺絲釘產品的材料，而鋼材生產廠家生產抽線用的材料是冷鍛用碳素鋼線材（SWRCH：carbon Steel Wire for Rods for Cold Heading and cold forging）。

　　碳素鋼的主要五種元素分別是碳、硅、錳、磷和硫，如果另外添加了其他元素，就被稱作合金鋼。為了提高鋼材的力學性能，在其中加入鎳、鉻和鉬等元素并進行熱處理后，就能夠得到比碳素鋼的強度更高、韌性更強的合金鋼材。

　　制造螺絲釘常用的合金鋼主要有以下幾種：

　　鎳鉻合金鋼（SNC）是一種鐵中含碳（0.12%~0.40%）、鎳（1.00%~3.50%）、鉻（0.20%~1.00%）的合金鋼。具有良好的耐腐蝕性和耐磨損性。

　　鉻鉬合金鋼（SCM）是一種鐵中含碳（0.13%~0.48%）、鉻（0.90%~1.20%）、鉬（0.15%~0.30%）的合金鋼。其淬火性能良好，力學性能也非常優越。也被簡稱為鉻鉬鋼。

　　鎳鉻鉬合金鋼（SNCM）是一種鐵中含有碳（0.12%~0.43%）。鎳（0.40%~4.50%）、鉻（0.40%~3.50%）、鉬（0.15%~0.70%）的合金鋼。其淬火性比其他種類的鋼材都好，拉伸強度和韌性等力學性能在合金鋼中也是非常優越的。

　　冷鍛用碳素鋼線（SWCH）一般用于制造小螺絲釘和自攻螺絲釘，而各種合金鋼則用于生產制造強度更高的螺栓和螺母等產品。

　　因為碳素鋼具有容易生銹的性質，所以用其生產制造的產品需要進行涂裝以及其他各種表面處理。添加了鉻或者鎳的具有耐腐蝕性的合金鋼被稱作耐腐蝕鋼，其中具有代表性的是不銹鋼（SUS：Steel special Use Stainless）。

　　另外，所謂“生銹”，指的是鋼材和大氣中的氧氣結合所產生的氧化現象。

　　普通的鋼材容易生銹，而不銹鋼相對來說不容易生銹，這是因為在鐵和氧氣相互結合之前，不銹鋼中包含的鉻就已經和氧氣發生了化學反應，并且在不銹鋼的表面形成了一層非常非常薄的薄膜--不動態覆膜（氧化覆膜）。也就是說，這層膜阻止了鐵和氧氣發生化學反應。另外，這層覆膜的厚度有1~3nm（1nm等于1m的十億分之一），所以非常非常薄。另外，鎳還具有自我修復的再生功能，即使在加工過程中遭到了破壞，鉻還能與空氣中的氧氣發生化學反應，使這層覆膜再生，從而將破壞的部分修復完整。

　　圖4.2不動態覆膜的作用

　　根據其中包含的主要成分的不同，可以將不銹鋼分為以下幾種類型（圖4.3）。順便說明一下，JIS中規定的不銹鋼的型號是根據SUS后面添加的3位數字來進行的分類。SUS一般讀作“薩斯”。

　　馬氏體系列不銹鋼（13%鉻） 是一種強度和硬度等力學性能優越，在常溫下具有磁性的鋼材。因為與其他的不銹鋼相比包含的碳素較多，所以在耐腐蝕性方面相對較差。因為這個緣故，馬氏體不銹鋼一般被用在對是否生銹要求不高而更要求硬度的地方。其中具有代表性的不銹鋼是SUS410，因為經過熱處理而硬度很大，所以被用來生產自攻螺絲釘。

　　鐵酸鹽系列不銹鋼（18%鉻） 是一種耐腐蝕性更加優越的材料，被廣泛應用于家電零部件的建筑材料中。其中具有代表性的鋼材種類是SUS430，因為其鍛造性能非常優越，所以能夠承受冷鍛成型加工過程。因為它同時具有磁性，所以用它制造而成的螺絲釘在固定的時候能夠提高作業效率。但是，因為冷鍛加工硬化較小，所以并不適合制造像自攻螺絲釘這種螺紋牙強度大的螺絲釘和固定時需要扭轉力的螺絲釘。

　　奧氏體系列不銹鋼（18%鉻-8%鎳）是一種耐腐蝕性最好的非磁性不銹鋼，因為它在強度方面也非常優越，所以被廣泛應用于汽車、火車、建筑材料、化學裝置、核能機器等領域。其中具有代表性的鋼材種類是SUS304，將這種材料進行冷鍛加工后會出現嚴重的硬化現象，所以材料容易出現裂紋等問題。因為這個緣故，現在的鍛造用螺絲釘材料基本上不會使用奧氏體系列不銹鋼。

　　把SUS304中包含的鎳含量增加，同時添加柔軟的金屬銅后，就能得到不銹鋼材SUSXM7（18%鉻-9%鎳-3%銅），這種不銹鋼材的強度和耐腐蝕性與SUS304一樣好，但由于加工硬化現象被抑制，因此冷鍛加工性能相對提高。多數十字槽小螺絲釘和自攻螺絲釘的制造原料都會使用這種不銹鋼材，因為其中含有鎳元素，所以帶有金屬光澤。

　　圖4.3 鋼鐵制螺絲釘