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1、= 第11章 機械材料的規格及選用 =,11-1 材料的規格 11-2 常用的材料編號 11-3 材料的選用,11-1 材料的規格,近年來，隨著科技的不斷創新與研發，新興的材料逐漸被開發成功，尤其，在精密的電子與資訊業的應用方面，IC產業的競相開發，使得電腦結構愈見縮小而功能更強。 所以，我國政府將材料科學發展列入重點科技之一，顯見材料的重要性。,11-1 材料的規格,機械工業所使用之材料，種類繁多，為了便於區分、管理與使用起見，一般均依其成分、性質及用途等以標準記號統一表示。 我國常用的規格除了中華民國國家標準（Chinese national standard，簡稱CNS）外，尚有下列國際
2、公認的標準規格亦同時使用，如表11-1 所示。,11-1 材料的規格,11-2 常用的材料編號,中華民國國家標準CNS109 鋼鐵材料符號歷經多次修改，玆將其主要重點說明如下： 1.鋼鐵符號 鋼鐵符號原則上由三大部分組成，每一部分均代表不同的意義，玆分述如下：,11-2 常用的材料編號,表示材質。 a.如鋼以S 表示，鐵以F 表示。 b.部分的材料常以元素符號表示材質。如SiMn（矽錳合金）、MCr（金屬鉻）,表示板、棒、管、線及鑄件等製品之形狀、種類、用途或三者任意組合之符號，以表示製品名稱，例如：UP 即 表示特殊用途的薄板。,11-2 常用的材料編號,下表為常用的製品名稱符號。,11-2
3、 常用的材料編號,a.一般常以英文名稱或羅馬字的第一個字母表示。 b.構造用合金鋼群名稱係使用添加元素之符號表示。 例如：SNC為鎳鉻合金鋼，係將添加元素鎳（Ni）、鉻（Cr）置於中段部分表示製品名稱。 c.在普通鋼料中，棒鋼、型鋼、厚板等，一般以用途的英文名稱第一個字母表示。例如：SB 係代表鍋爐用鋼料。,11-2 常用的材料編號,a.可表示材料的種類號碼之數字。 b.可表示材料的最低抗拉強度或降伏強度，一般為3 位數。 c.機械構造用鋼則以主合金元素含量代碼與碳含量之組合表示。 一般構造用鋼，不需表示含碳量而是以最小抗拉強度或降伏強度來表示，則此部分的數字加以括號，例如：S(50)C即表示
4、此材料的最小抗拉強度為50kg/mm2。此部分若不需表示時，可不需填。,11-2 常用的材料編號,2.機械構造用鋼料之種類符號 由主合金元素符號、主合金元素含量代碼及碳含量之代表值組成。,a.使用文字為英文字母，若無法使用小寫字母時可變更為大寫字母。 b.表示鋼之符號與主合金元素所組合之符號，如表11-3 之規定。,11-2 常用的材料編號,11-2 常用的材料編號,a.本代碼係用以區別主合金元素之含量，適用於碳鋼以外之其他所有鋼種。 b.所使用之文字為1 位之數字。,碳含量之代表值之表示例，如表11-4 所示。,11-2 常用的材料編號,11-2 常用的材料編號,鋼料中如需要表明其煉鋼法，則
5、以該煉法代號置於鋼種符號“S”之前。 其字母代號意義如：B：轉爐法；O：平爐法；E：電爐法。 例如：OS140C(T)是以平爐法(O)煉製而成，含碳1.40%之碳素工具鋼(T)。,11-2 常用的材料編號,CNS 規格標準均參考JIS（日本規格協會之標準），故JIS 之規格與CNS 規格一致，其規格分為三部分： 第一部分：表示材質，鋼以S 表示，鐵以F 表示。 第二部分：表示製品名稱，如NC表示鎳鉻鋼，P 表示板材，S 表示一般構造用鋼，K表示工具鋼，KD表示模具用鋼，KH表示高速鋼等。,11-2 常用的材料編號,第三部分：表示材料種類及編號數字或最小抗拉強度。 例如SS490 中，SS 為構
6、造用鋼編號，490 則是最小抗拉強度為490N/mm2。,11-2 常用的材料編號,對於金屬材料之材質，美國常依各主要學會或協會推薦之規格為標準，其中SAE 與AISI 於1941 年共同編定之統一編號，為目前通行世界的數字記號命名法。 SAE鋼鐵符號由四位數字（少數為五位數字）所組成，其表示法為 SAE 第一位數字表示鋼之種類。 第二位數字表示主要合金元素之大約成分。 最後二位數字表示平均含碳量之點數。,11-2 常用的材料編號,例如： (1)SAE2340 中，2 代表鎳鋼，平均含鎳量3.0%左右，平均含碳量0.40%。 (2)SAE1020 中，10 代表碳鋼，平均含碳量0.20%。 (
7、3)SAE6150 為鉻釩鋼，平均含鉻及釩量約1%，平均含碳量0.50%。,11-2 常用的材料編號,各種鋼料之SAE 編號及成分，如表11-5 所示。,11-2 常用的材料編號,11-2 常用的材料編號,為方便記憶，可如表11-6 所示，來綜合上表的SAE 鋼材。,AISI鋼鐵符號亦採用SAE之編號，唯於編號之前添加表示鋼料煉製方式之代號，例如：AISI C1030，即表示此碳鋼係以鹼性平爐法煉製。 鋼料煉製代號說明如下： A.鹼性平爐合金鋼B.酸性柏思麥轉爐碳鋼C.鹼性平爐碳鋼D.酸性平爐碳鋼E.電爐鋼,11-3 材料的選用,在實際的經驗中，機械材料的選擇常靠機械工程人員的經驗與知識加以判
8、斷評估而選用。 隨著材料科技的進步，新材料不斷的推陳出新，身負重任的工程人員如何在眾多材料中選擇最適用的材料，實在不是一件容易的事，除了經驗與知識外，此處提供以下幾個原則來供讀者使用參考，減少讀者摸索與降低成本的損失。,11-3 材料的選用,1.選擇材料時必須考慮其使用條件 此點是材料選用最基本的要求。使用條件的變化很大，有些要求高強度、耐蝕性、耐疲勞、切削容易等之一種或數種特性，選用材料時必須針對這些特性加以比較，最好多參考相關的資料或手冊。,11-3 材料的選用,2.選用穩定性佳的材料 在許多工程應用上，材料在其環境中的穩定性常是影響功能的最重要考慮因素之一。穩定性良好的材料較能耐腐蝕、遇熱體積變化小以及較能耐放射線的照射等。 3.材料的加工性要好 加工性包括切削性、鑄造性、熔接性等。如果數種材料之特性相當時，宜選加工性最佳者使用之。,11-3 材料的選用,4.選用成本較低的材料 價格低廉可以降低成本，合乎經濟原則。 5.材料之規格與品質應符合標準 選用國家標準的材料，其化學成分、處理方式及用途等，均經實驗證實，故其品質有相當的保證，較不容易發生差錯。 6.選用無公害或低公害材料 低公害材料對生活環境的污染與員工的傷害可減至最低，而無公害材料更能確保大眾的健康不受影響。,