金属材料的规格及选用

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1、機械材料的規格及選用學習目的1.瞭解機械材料規格的意義。2.瞭解常用的機械材料規格。3.瞭解各種規格編號的意義。4.能選擇適當的金屬材料。 1-1前言 規格(Specification)是產品需求的敘述，也是資料技術溝通的依據。為了適合某一種特別的用途，生產者當然必須促使產品能夠符合需要，這樣就有規範的存在必要。而隨著工業化程度的提高及國際間貿易往來的趨勢，產品的流通愈來愈頻繁，為了增進效率及提供產品零件的互換性，工業規格的訂定更是必然的結果。在機械材料的範疇方面，同樣的必須有一定的規格，以作為生產者

2、及使用者依循的規範。完備的規格應具有以下資料的敘述:1.適用範圍(Scope):包括用途(如：板、線、管)，適用尺寸等。2.化學成分(ChemicalComposition):包括各項成分元素的含量範圍或成分代號。3.定性敘述(QualityStatement):指品質方面，例如煉鋼方式或脫氧情況。4.定量需求(QuantitativeRequirement):指定化學成分範圍、物理及機械性質需求，以適應使用上經濟的理由。5.其他需求(OtherRequirment):如特殊容許差、材料表面狀況等。現

3、今世界各國各依其工業化的發展而有不同的工業規格，例如：美國的ANS(美國國家標準)、日本的JIS(日本工業標準)、德國的DIN(德國工業標準)等。而在針對機械材料規格方面，常用的還包括ASTM(美國材料試驗協會)、AISI(美國鋼鐵協會)、SAE(美國汽車協會)等，而我國主要則依據CNS(中國國家標準)訂定。材料的選擇及應用是學習材料規格的重要目的，所以本章最後舉例說明，如何在產品需求及相關考慮之下，選擇適當材料。1-2材料的規格 一種機械材料的規格最主要可以由：材料的種類、成份和機械性質來說明。而為

4、了標準化起見，材料必須經由一套嚴謹的試驗規範，確保其可靠度。世界各國都有其材料試驗的標準程序，我國也不例外，例如：CNS有關材料試驗部份，其中「鋼料之檢驗通則」(CNS2608,G2018)規定：本標準主要內容包括：適用範圍、檢驗及重驗三部分適用範圍：本標準適用於鋼料之一般檢驗檢驗部份：說明化學成份試驗和機械性質試驗的試片取樣及檢驗標準方法重驗部份：說明規格部份不合規定的試片，必須經由複驗判定合格及不合格。又如「非鐵金屬材料之檢驗通則」(CNS4195,H2045)中規定：本標準主要內容包括：適用範圍

5、、檢驗及重驗三部分適用範圍：本標準規定非鐵金屬材料檢查一般事項檢驗部份：規定有關外觀、尺度、化學成份試驗和機械性質試驗的試片取樣及試驗事項重驗部份：說明試驗結果如部份規格與規定不合，必須經由重驗判定合格及不合格。1-3常用的材料編號 一般材料的化學成份與機械性質是息息相關的，因此常用的材料編號大多是以化學成份命名為主，再輔以機械性質(如第七章部分材料的規格敘述)。由於材料範圍很廣，因此本章內容，主要以鋼鐵材料的編號為主，另外輔以部分非鐵金屬及非金屬材料來做說明。在工業上，鋼鐵材料(包括碳鋼在內)必依其

6、化學成份，使用一定的編號以利於選用，這是基本的認識。目前，在我國較常用的規格有三種：中國國家標準(CNS)、日本工業標準(JIS)、美國鋼鐵學會－美國汽車工程師學會(AISI-SAE)。另外德國工業標準(DIN)和美國統一標準編號(UNS)相關業界有時也會採用。而其它還有常見的各國規格名稱。1．中國國家標準(CNS)（1）鋼鐵的規格中國國家標準CNS是ChineseNationalStandard的簡寫，CNS對鋼鐵材料的編號主要依據CNS109G1001(公佈：民國36年3月，修訂：民國85年3月)

7、原則上由下列三部分組成：第一部分為材質，鋼鐵材料大部分以S(Steel鋼)或F(Ferrum鐵)表示。第二部分有兩種不同的表示法；a．表示標準名稱或是製品用途。常用的有－P：Plate(薄板)、T：Tube(管)、U：Use(特殊用途)W：Wire(線材)F：Forging(鍛造)C：Casting(鑄造)例：SPCC：Plate，鋼板(冷軋)。SUP：UseSpring，彈簧用鋼b．用於結構的鋼料(包括結構用碳鋼及合金鋼)，代表主要合金元素或含碳量(結構用碳鋼時)，表示含碳量時，通常以含碳量之100

8、倍數值表示，例：SCM420：鉻鉬鋼，第420種S25C：碳鋼，含碳量0.25％。第三部分為該材料之種類號碼，或是最低抗拉強度、降伏強度。若是表示最小抗拉強度或最小降伏強度，通常以三位數字表示。例：SCM420表示鉻鉬鋼中編號420的材料STB340表示鍋爐及熱交換器用鋼，抗拉強度不低於340N/mm2。以與合金量之表示法有所區別。常用於建築結構用等不須規定含碳量鋼料的場合。 註：機械結構用鋼料的符號機械結構用鋼料使用很廣，因此CNS2608G2018特