文档介绍：机械材料的规格及选用
学习目的
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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。而随著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资料的叙述:
(Scope):包括用途(如:板、线、管),适用尺寸等。
(position):包括各项成分元素的含量范围或成分代号。
(Quality Statement):指品质方面,例如炼钢方式或脱氧情况。
(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。
(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,S(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,所以本章最後举例说明,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,S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:本标准适用於钢料之一般检验
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)。由於材料范围很广,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於选用,这是基本的认识。目前,在我国较常用的规格有三种:S)、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。
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(1)钢铁的规格
S是Chinese National S 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;
。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 :Plate,钢板(冷轧)。
S UP:Use Spring,弹簧用钢
(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,%。
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 表示铬钼钢中编号420的材料
STB 340 表示锅炉及热交换器用钢,抗拉强度不
低於3