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=== 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
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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。
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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，尚有下列國際公認的標準規格亦同時使用，如表11-1 所示。
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11-1 材料的規格
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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：
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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。
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11-2 常用的材料編號 下表為常用的製品名稱符號。
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11-2 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。
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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。
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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。
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11-2 常用的材料編號
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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。
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11-2 常用的材料編號
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11-2 常用的材料編號 鋼料中如需要表明其煉鋼法，則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)。
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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。
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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 為構造用鋼編號，490 則是最小抗拉強度為490N/mm2。
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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。
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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%。
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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。
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11-2 常用的材料編號
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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
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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。
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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。
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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。
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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。
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