五金知识培训 1-1 常用的材料 一般材料的化学成份与机械性质是 关的，因此常用的材料 大多是以化学成份命名为主， 再辅以机械性质(如第七章部分材料的规格叙述) 。由于材料范围很广，因此本章内容，主要以钢铁材料 的 为主，另外辅以部分非铁金属及非金属材料来做说明。 在工业上，钢铁材料(包括碳钢在内)必依其化学成份，使用一定的 以利于选用，这是基本的认 识。目前，在我国较常用的规格有三种：中国 (CNS)、 工业标准(JIS)、 钢铁学会－美 国汽车工程师学会(AISI-SAE)。另外德国工业标准(DIN)和 标准 (UNS)相关业界有时也会采 用。而其它还有常见的各国规格名称。 1．中国 (CNS) （1）钢铁的规格 中国 CNS 是Chi National Standard 的简写，CNS 对钢铁材料的 主要依据CNS 109 G1001( ： 36 年3 月，修订： 85 年3 月)原则上由下列三部分组成： 第一部分为材质，钢铁材料大部分以S(Steel 钢)或F(Ferrum 铁) 表示。 第二部分有两种不同的表示法； a ．表示标准名称或是制品用途。常用的有－P ：Plate(薄板) 、 T ：Tube(管) 、 U ：Use(特殊用途) W ：Wire(线材) F ：F ing(锻造) C ：Casting(铸造) 例：S P late，钢板(冷轧) 。 S UP：Use Spring，弹簧用钢 b ．用于结构的钢料(包括结构用碳钢及合金钢) ，代表主要合金元素或含碳量(结构用碳钢时) ，表示 含碳量时，通常以含碳量之100 倍数值表示， 例：SCM420 ：铬钼钢，第420 种 S25C：碳钢，含碳量0.25 ％。 第三部分为该材料之种类号码，或是最低抗拉强度、降伏强度。若是表示最小抗拉强度或最小降伏 强度，通常以三位数字表示。 例：SCM 420 表示铬钼钢中 420 的材料 STB 340 表示锅炉及热交换器用钢，抗拉强度不 2 低于340 N/mm 。 以与合金量之表示法有所区别。常用于建筑结构用等不须规定含碳量钢料的场合。 注：机械结构用钢料的符号 机械结构用钢料使用很广，因此CNS 2608 G2018 特别在附录2 中说明适用范围及其符号所代表的意 义： 适用范围：机械结构用碳钢钢料及结构用合金钢钢料种类符号之组成。 a ．符号顺序为钢之主要合金元素、主要合金元素含量或代表值、附加符号。其中除钢之代表符号S、 碳之符号C 之外。 附加符号由第一群及第二群组成， 第一群—为钢料为改善其性质(例如切削性)所添加的特殊元素 （例）改善切削性之添加元素 基本钢 附加符号 铅添加钢 L 硫添加钢 S 钙添加钢 U 第二群—为钢料除化学成份之外的保证特性 （例）保证特殊特性之添加符号 特性 附加符号 硬化能保证钢 H 表面硬化用钢 K （例） S 30 C：碳钢，含碳量0.30 ﹪ S 20 C 4 ：碳钢，含碳量0.20 ﹪第四种构造用碳钢 S(55)C：一般构造用碳钢，最小抗拉强度55kg/mm2 S85WMo(HS)：含碳量0.85 ﹪的钨钼高速钢 OS90C(T) ：以平炉炼钢法提炼，含碳量0.9 ﹪的工具钢 b ．碳含量的代表值。 （2 ）铝及铝合金的规格 铝及铝合金之种类及符号系依CNS 2068 H3021 之规定，适用范围为锻铝、锻铝合金( 以下简称锻铝 合金)及铸铝、铸铝合金( 以下简称铸铝合金)之合金种类及炼度符号。 锻铝合金之 依其合金成分，共分 1 ~8 系，另有 9 系为备用，，铸铝合金之规格亦分 1 ~9 九系，其中6 系为备用，这些已如第九章所述。 而所谓”炼度”系指”制造过程中，依加工、热处理等条件之差异所获得机械性质之区分” 。炼度符号 又分为基本符号与细分符号。基本符号为一字英文字母(大写) ，细分符号为一位数字或多位数字组合并 附在基本符号之后。 a．基本符号 铝合金的炼度基本符号分为四种。 b ．细分符号 铝合金炼度之基本符号H 及T 之细分符号，依下列规定。 锻铝合金的 及化学成分。 2 ． 工业标准(JIS) JIS 是Japa Industral Standard 的简称，JIS 对于钢铁材料的的 大致可分两大类： （1）一般机械构造用碳钢： 其材料 方法和CNS 的第一种表示法相同。 （例）S30C 表示含碳量0.30 ﹪的机械构造用碳钢 （2 ） 的碳钢及合金钢： 这一类钢的材料 表示法，大致可分三部分： 第一部分为材质，钢以S、铁以F 表示，其它非铁类如表11- 。 第二部分表示钢制品的规格或用途，例如：K 代表工具钢、TB 代 表锅炉用 、PC2 代表冷轧钢板。 第三部分为为钢料的种别，以1,2,3 来表示。 此外如果需要，可将材料的加工方法、热处理方式等附注于后，加工方法例如:D(Drawing)抽制、 G(Grinding)研磨、T(Turning)车削、Ex(Extruded)挤制。热处理方法大多记于金属符号之后，并在二者之 间加入- （例）SK2：第二种碳素工具钢 SKS11：第十一种切削用工具钢 SUH301：第301 种耐热钢 SUS301-1/2H：第301 种不锈钢，1/2 硬质材料 3 ．常用的 材料 及规格 （1） 钢铁学会－ 汽车工程师学会(AISI-SAE) AISI 和SAE 在1941 年共同订定钢铁材料的分类，以四个(或五个)数目字为记号来分类。其中 第一位数，表示钢料的种类，如：镍钢为2 、钨钢为7 。 第二位数，为主要合金元素的百分值；0 表示无其它合金元素。 第三、四位数(或第三、四、伍位数字)代表含碳量。 （例） SAE1045：含碳量0.45 的碳钢，与CNS 中S45C 钢料相当。 SAE4140：含碳量0.40 的铬钼钢，与JIS 中SCM4 钢料相当。 钢 种 钢 种 碳钢 1 ××× 耐热钢 30 ××× 普通碳钢 10×× 钼钢 4 ××× 易削钢(加硫) 11×× Cr(0.7 ﹪) 41 ×× 锰 钢 13×× Ni-Cr 43 ×× 镍钢 2 ××× Ni(1.75 ﹪) 46 ×× 0.50 ﹪Ni 20 ×× 铬钢 5 ××× 1.50﹪Ni 21 ×× Cr(1.0 ﹪) 51 ×× 3.50 ﹪Ni 23 ×× Cr(1.5 ﹪) 52 ×× 镍铬钢 3 ××× 铬钒钢 6 ××× 1.25﹪Ni0.6 ﹪Cr 31 ×× 钨钢 7 ××× 1.75﹪Ni1.0 ﹪Cr 32 ×× 镍铬钼 8 ××× 3.50 ﹪Ni1.5 ﹪Cr 33 ×× 硅锰钢 9 ××× （2 ） 材料 及 机械工程师 ASTM(ASME) ASTM 是非常广泛被采用的材料规范，它的特色主要是针对产品的特性及表现而定。ASTM 表示法 是以以字母+代号表示，再辅以年代之混合标示，ASME 则采用了相当多的ASTM 规范，并以前置S 表 示。 ASTM 表示法: 首位字母 表 示 意 义 A 钢铁类 B 非铁金属类 C 一般测试法 例如: ASTM A36-77a 其中A 36 - 77 a 分别表示 (钢铁)(结构用)(1977 年)(第一次修订) 又如: ASTM E8 代表拉伸试验规范 ASME 的表示法： 例如: ASME SA213 = ASTM A213 而同一 又可依化学成分(Grade)加工方式(Type)成品型态(Class)来区分。Grade 主要叙述其化学性 质，Type 指脱氧的情况， Class:指一些其它性质。如：强度、表面光度等。 （3 ） 系统 UNS UNS 是Unified Numbering System 的简称，在1974 年为ASTM 及SAE 联合制定，UNS 本身只是 一种 ，而非规格，它将金属分为17 个系列 并与原有的体系配合，例如： UNS G10XX0 = SAE 10XX，而有索引、整合、参考的意义，因此而称 系统。 4 ．德国工业标准(DIN) DIN 并不是英文，而是德文Deutsch Industriell Norm 的缩写，德国工业标准中钢铁材料的规格是在 DIN 17006 ，补充说明在DIN 17007 ，1974 年改为 ISO 制，以 EURONORM 27-74 替代。以英文字母和 数字来叙述其特征，字母规定钢铁种类、冶炼方法、合金材料、处理情况等、数字则规定钢铁材料的、 含碳量、抗拉强度、主合金之成分倍数等。 （1）碳钢 一般以碳元素标记及其含碳量表示，如 C60 表示含0.6 ％C 的碳钢。另外也有抗拉强度及其它表示 法，例如:St50 表示抗拉强度50kg/mm2 之构造用碳钢，CK40 表示含磷、硫量甚低之碳钢，抗拉强度为 2 40kg/mm 。 （2 ）高级钢料及低合金钢 以其主要合金元素和含量为标记，但在其中第三部分含量，为避免小数点出现，表示值都己经乘上 固定倍数，而以整数型态呈现，所以由 求取实际含量时必须再除以倍数。 第一部分:含碳量 第二部分:合金元素种类 第三部分:合金元素含量 合金元素 倍数 、 、 n 、Ni 、Si、W 4 Al 、Be 、Pb 、Cu、Mo 、Nb 、 i、V 10 P 、 e、C 100 B 1000 例如:含碳量0.34 ％含铬量1％的钢材，表示为34Cr4 依此 13CrV53 即表示含碳量0.13 ％，含铬量5/4=1.25 ％，含钒量3/10=0.3 ％ （3 ）高合金钢 在标记前加上x，此外由于合金元素含量己高，因此不乘以倍数而直接表示。(如前述，高合金钢 通常是指合金总含量在8 ％以上的钢料) 例如:含碳量0.12 ％的不锈钢，含铬量18％含镍量8 ％，表示为 X12CrNi18 8 同理 X10CrNi1810 即表示含碳量0.10 ％的高合金钢，含铬量18 ％ 含镍量10。 如果要进一步标示其特性，可以在其记号前后加上英文字母表示 例如: M A St42 6 N (1)(2) (3) (4)(5) 其中除(3)为主标记外，(1)(2)(4)(5)分别表示:熔炼方式、产品特性、保证性能类别、热处理情况等。 （4 ）铸铁、铸钢 以前置标记G 代表一般铸件，另外加上其它字母来表示种类，随后之标示与钢的 相同，如表 1 所示。 例如:GS-C30 为铸钢，含碳量0.30 ％ G-X120Mn12 表示含碳量1.20％的铸铁，含锰量12％。 表1 德国工业标准DIN 之铸铁分类

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