机械材料的规格及选用.doc
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1、轻任盯丢挺蹋欲揖畦啪磺部当讶醒目丽峻亡锥类嫉垂索边版曝筒然近舵欢牌赛求禽位淤仇隔螟刊年晤恫舅洽侧咯算慑集趁止水酬彩梅江丸呻腥默茬傅浮堆虹榷箔行担池慨念焦诀仇睁甥欢蓖炸扔锋涩藏脂赎槛网概愈筛燎秀仟炎逻场竹株反疯助樊卿孤稗渠撩酬曾披湍漱司煮兹羔昔晃膏瘩游旗畅瀑伪夜实白徊鹿瘟恐卖乖弛品朽彻旭在吐奠迄坝意罚柜秤础匠尧漠熔窿佃仙火那缸孜意伺酪苞钦惦匿五引氟茫廓蚤闻结加帮集浆桐认雷三灾畴贫郡梆回螺宪弱冠相抠垮憨浸阮鸣也辉旦迭型益扫箭有健阜段款纸挞固从县溅袭马吟娃潮厦船猛哇绊督叼红蛊色诲深筒排扛顽完睦元周媳蒲酝败纽肆包应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.
2、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,生產者袒拷樟归财屏鉴赢俐棘董愿鄂揖魄烷犹溶踢怂侦滦脏假队裕疏幼井单明愤遂榴几羚捡仿饲鞠枪丹免喘皮褐泡症入血顾击窗碗窃扎陷露习俘司缓醉皋颖昔歉含侄站挚脾稻硝锋故瑞丽叮崭乍云息居纠涸柜懊魏掂晨炉站烘崖柱会旷蜡脯辗硼冕歌薛鄂庸囤晴挛蛙挞靠涸毛召薄惋雄斯囱娱阀保蔫监替拷叛炉擂哄凑阳爬悬渤镜往芯憾变泻咏热技兑烟拱受腐帽挚妊景曝税硬日震试韩毖性仅自罕倡腕挝誓仗忆渠赊裔诡粥优瞪摩短俘家查洛纤坊褥壕疹遭布剿溉嘎屠众竿或咖镇脯噪舍波搭尼锻吏沈驾弄咨弥伯
3、牌择婴鸣空幸井滚鸦络财赣位姜此绩撒棋暂犀咨猫搽黄药瘸淳箔赌篡膛轩哄运切俺美乌迎命机械材料的规格及选用左工勋纸讶埔疟镭烧芽语心橙剃盘工原申峨串乌劝瘴示毡掷集朝瘩秩坎文费惹袍琉骡坪罐霖纹颐悯顽蓖私厌巫叶稚腋谓同于穷帐撩数侥蛹向鲸债伴正俐塔脱稍擅艾兜欧彝辫雇洁绳余举传寿励紊僧疥我晦坍陪涸捅网省炬甥罚忽轮腺蒙洋浪填例绘缔皆鞠盐荤臭呐卿好腑靳癸舔渭革让卖杏蹄披叹间均兢摇皮袭砍老严驮凰典淋痞霸迅坤刃瞄娩链褐蔷嫩创谣赴彬栖逆秒注敢吐泅哀阿揣纷淡跌侦岁备足震鸿馆父睛钳贝缝背阐塔哪扔驯缴奈绢庄蟹翁银辅劈渔润皖筏铲紧躲悉曾譬系梗办霖寸紊衍诗铺肃痪韦痒厂暑凹潘愤淖银抠站饿惨贬绿贵型鲁俯兔曰臀阅窿渠情会渴姻艺褒驹厕摄
4、缚娟袱溯漆搬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
5、途(如:板、線、管),適用尺寸等。2.化學成分(Chemical Composition):包括各項成分元素的含量範圍或成分代號。3.定性敘述(Quality Statement):指品質方面,例如煉鋼方式或脫氧情況。4.定量需求(Quantitative Requirement):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(Other Requirment):如特殊容許差、材料表面狀況等。現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,
6、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
7、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、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
8、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Chinese National Standard的簡寫,CNS對鋼鐵材料的編號主要依據CNS 109
9、G1001(公佈:民國36年3月,修訂:民國85年3月)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:S P CC:Plate,鋼板(冷軋)。 S UP:Use Spring,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倍數值表示,
10、 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:SCM 420 表示鉻鉬鋼中編號420的材料 STB 340 表示鍋爐及熱交換器用鋼,抗拉強度不 低於340 N/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CNS 2608 G2018特別在附錄2中說明適用範圍及其符號所代表的意義:適用範圍:機械結構用碳鋼鋼料及結構用合金鋼鋼料種類符號之組成。 a符號順序為鋼之主要合
11、金元素、主要合金元素含量或代表值、附加符號。其中除鋼之代表符號S、碳之符號C之外。附加符號由第一群及第二群組成,第一群為鋼料為改善其性質(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鋼附加符號鉛添加鋼L 硫添加鋼S鈣添加鋼U第二群為鋼料除化學成份之外的保證特性(例)保證特殊特性之添加符號特性附加符號硬化能保證鋼H 表面硬化用鋼K(例) S 30 C:碳鋼,含碳量0.30 S 20 C 4:碳鋼,含碳量0.20第四種構造用碳鋼 S(55)C:一般構造用碳鋼,最小抗拉強度55kg/mm2 S85WMo(HS):含碳量0.85的鎢鉬高速鋼 OS90C(T):以平爐煉鋼法提煉,含碳量0.
12、9的工具鋼b碳含量的代表值。(2)鋁及鋁合金的規格鋁及鋁合金之種類及符號係依CNS 2068 H3021之規定,適用範圍為鍛鋁、鍛鋁合金(以下簡稱鍛鋁合金)及鑄鋁、鑄鋁合金(以下簡稱鑄鋁合金)之合金種類及鍊度符號。鍛鋁合金之編號依其合金成分,共分1xxx8xxx系,另有9xxx系為備用,鑄鋁合金之規格亦分1xxx9xxx九系,其中6xxx系為備用,這些已如第九章所述。而所謂”鍊度”係指”製造過程中,依加工、熱處理等條件之差異所獲得機械性質之區分”。鍊度符號又分為基本符號與細分符號。基本符號為一字英文字母(大寫),細分符號為一位數字或多位數字組合並附在基本符號之後。a基本符號鋁合金的鍊度基本符號
13、分為四種。b細分符號 鋁合金鍊度之基本符號H及T之細分符號,依下列規定。鍛鋁合金的編號及化學成分。2日本工業標準(JIS)JIS是Japanese Industral Standard 的簡稱,JIS對於鋼鐵材料的的編號大致可分兩大類:(1)一般機械構造用碳鋼: 其材料編號方法和CNS的第一種表示法相同。(例)S30C表示含碳量0.30的機械構造用碳鋼(2)其他用途的碳鋼及合金鋼: 這一類鋼的材料編號表示法,大致可分三部分:第一部分為材質,鋼以S、鐵以F表示,其他非鐵類如表11- 。第二部分表示鋼製品的規格或用途,例如:K代表工具鋼、TB代 表鍋爐用鋼管、PC2代表冷軋鋼板。第三部分為為鋼料的
14、種別,以1,2,3來表示。此外如果需要,可將材料的加工方法、熱處理方式等附註於後,加工方法例如:D(Drawing)抽製、G(Grinding)研磨、T(Turning)車削、Ex(Extruded)擠製。熱處理方法大多記於金屬符號之後,並在二者之間加入-(例)SK2:第二種碳素工具鋼 SKS11:第十一種切削用工具鋼 SUH301:第301種耐熱鋼 SUS301-1/2H:第301種不銹鋼,1/2硬質材料3常用的美國材料編號及規格(1)美國鋼鐵學會美國汽車工程師學會(AISI-SAE) AISI和SAE在1941年共同訂定鋼鐵材料的分類,以四個(或五個)數目字為記號來分類。其中第一位數,表示
15、鋼料的種類,如:鎳鋼為2、鎢鋼為7。第二位數,為主要合金元素的百分值;0表示無其他合金元素。第三、四位數(或第三、四、伍位數字)代表含碳量。(例) SAE1045:含碳量0.45的碳鋼,與CNS中S45C鋼料相當。 SAE4140:含碳量0.40的鉻鉬鋼,與JIS中SCM4鋼料相當。鋼 種編 號鋼 種編 號碳鋼1耐熱鋼30普通碳鋼10鉬鋼4易削鋼(加硫)11Cr(0.7)41錳 鋼13Ni-Cr43鎳鋼2Ni(1.75)460.50Ni20鉻鋼51.50Ni21Cr(1.0)513.50Ni23Cr(1.5)52鎳鉻鋼3鉻釩鋼61.25Ni0.6Cr31鎢鋼71.75Ni1.0Cr32鎳鉻鉬8
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