金属材料监选

金属材料监选
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：