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机械材料的规格及选用 学习目的 1.了解机械材料规格的意义。 2.了解常用的机械材料规格。 3.了解各种规格编号的意义。 4.能选择适当的金属材料。 ? 1-1前言 ? 规格(Specification)是产品需求的叙述，也是资料技术沟通的依据。为了适合某一种特别的用途，生产者当然必须促使产品能够符合需要，这样就有规范的存在必要。而随着工业化程度的提高及国际间贸易往来的趋势，产品的流通愈来愈频繁，为了增进效率及提供产品零件的互换性，工业规格的订定更是必然的结果。在机械材料的范畴方面，同样的必须有一定的规格，以作为生产者及使用者依循的规范。 完备的规格应具有以下数据的叙述: 1.适用范围(Scope):包括用途(如：板、线、管)，适用尺寸等。 2.化学成分(Chemical Composition):包括各项成分元素的含量范围或成分代号。 3.定性叙述(Quality Statement):指品质方面，例如炼钢方式或脱氧情况。 4.定量需求(Quantitative Requirement):指定化学成分范围、物理及机械性质需求，以适应使用上经济的理由。 5.其它需求(Other Requirment):如特殊容许差、材料表面状况等。 现今世界各国各依其工业化的发展而有不同的工业规格，例如：美国的ANS(美国国家标准)、日本的JIS(日本工业标准)、德国的DIN(德国工业标准)等。而在针对机械材料规格方面，常用的还包括ASTM(美国材料试验协会)、AISI(美国钢铁协会)、SAE(美国汽车协会)等，而我国主要则依据CNS(中国国家标准)订定。 材料的选择及应用是学习材料规格的重要目的，所以本章最后举例说明，如何在产品需求及相关考虑之下，选择适当材料。 1-2材料的规格 ? 一种机械材料的规格最主要可以由：材料的种类、成份和机械性质来说明。而为了标准化起见，材料必须经由一套严谨的试验规范，确保其可靠度。世界各国都有其材料试验的标准程序，我国也不例外，例如：CNS有关材料试验部份，其中「钢料之检验通则」(CNS2608,G2018)规定： 本标准主要内容包括：适用范围、检验及重验三部分 适用范围：本标准适用于钢料之一般检验 检验部份：说明化学成份试验和机械性质试验的试片取样及检验 标准方法 重验部份：说明规格部份不合规定的试片，必须经由复验判定 合格及不合格。 又如「非铁金属材料之检验通则」(CNS4195,H2045)中规定： 本标准主要内容包括：适用范围、检验及重验三部分 适用范围：本标准规定非铁金属材料检查一般事项 检验部份：规定有关外观、尺度、化学成份试验和机械性质试验 的试片取样及试验事项 重验部份：说明试验结果如部份规格与规定不合，必须经由重验 判定合格及不合格。 1-3常用的材料编号 ? 一般材料的化学成份与机械性质是息息相关的，因此常用的材料编号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，主要以钢铁材料的编号为主，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，使用一定的编号以利于选用，这是基本的认识。目前，在我国较常用的规格有三种：中国国家标准(CNS)、日本工业标准(JIS)、美国钢铁学会－美国汽车工程师学会(AISI-SAE)。另外德国工业标准(DIN)和美国统一标准编号(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．中国国家标准(CNS) （1）钢铁的规格 中国国家标准CNS是Chinese National Standard的简写，CNS对钢铁材料的编号主要依据CNS 109 G1001(公布：民国36年3月，修订：民国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：Forging(锻造) C：Casting(铸造) 例：S P CC：Plate，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。