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主要鋼材類別及典型牌號
鋼是一種主要由鐵和碳組成的合金。透過調節碳含量、添加其他合金元素（如鉻、鎳、鉬、釩）以及進行熱處理工藝，可以精確控制其性能。
鋼材種類繁多，主要分為碳鋼、合金鋼、不銹鋼和工具鋼。這涵蓋了從高延展性到超高強度，從一般耐候性到極強耐腐蝕性的各種選擇。現代數控技術能夠高效加工各種鋼材，完美兼顧複雜幾何形狀和高尺寸精度。
1. 碳鋼
●低碳鋼（例如，AISI/SAE 1018、1045）
特徵： 碳含量通常低於0.25%。 強度較低，但韌性、延展性和焊接性極佳冷成型和冷加工都很容易進行。
典型應用： 機械結構件、軸、螺栓、齒輪、框架、焊接結構。
● 中碳鋼（例如，AISI/SAE 1045、4140）
特徵： 碳含量約0.25%-0.60%。經熱處理（淬火和回火）後，其性能達到… 強度、硬度和耐磨性之間取得了良好的平衡它是最常用的淬火回火結構鋼。
典型應用： 曲軸、連桿、高強度螺栓、模座、齒輪、液壓缸管。
●高碳鋼（例如，AISI/SAE 1095、C45）
特徵： 碳含量高於0.60%。它可以達到 極高的硬度和耐磨性但脆性增加，焊接性能較差。它通常用於製造需要極高表面硬度的工具和零件。
典型應用： 餐具、彈簧、鋸片、軸承零件、高強度鋼絲。
AISI 1045（中碳鋼）典型表現（正火狀態）
| 財產 | 價值 | 筆記 |
|---|---|---|
| 抗拉強度（兆帕） | 570 - 700 | - |
| 屈服強度（兆帕） | ≥ 310 | - |
| 斷裂伸長率（%） | ≥ 16 | 良好的整體機械性能 |
| 硬度（布氏硬度） | 約170 | - |
| 密度（克/立方厘米） | 7.85 | - |
| 註：經熱處理後，性能可顯著改善。 | ||
2. 合金鋼
合金鋼是在碳鋼中添加鉬、鉻、鎳等元素，以增強其強度、韌性、淬透性或耐熱性。
● AISI/SAE 4140（鉻鉬鋼）
特徵： 一種用途廣泛的中碳合金鋼。添加鉬和鉻使其具有以下特性： 優異的硬化性、強度和韌性從而可以在更大的橫截面上獲得均勻的性能。
典型應用： 高強度軸、齒輪、連桿、石油鑽探設備、模具。
● AISI/SAE 4340（鎳鉻鉬鋼）
特徵： 代表 超高強度合金鋼添加鎳使其能夠 保持優異的韌性和抗疲勞性能 即使在非常高的強度水平下，它也適用於承受極端載荷的部件。
典型應用： 飛機起落架、重型車輛傳動軸、高強度緊固件、關鍵軍事裝備零件。
3. 不銹鋼
不鏽鋼以鉻（≥10.5%）為主要合金元素，形成鈍化膜，因而具有優異的耐腐蝕性。
● 奧氏體不鏽鋼（例如，304、316）
特徵： 無磁性、優異的耐腐蝕性、以及極佳的成形性和焊接性由於添加了鉬， 316不銹鋼比304不銹鋼具有更好的抗點蝕性和耐化學腐蝕性（尤其是耐氯化物腐蝕性）。。
典型應用： 食品醫療設備、化學品容器、船舶配件、建築裝飾、消費品。
● 馬氏體不鏽鋼（例如，410、440C）
特徵： 可進行熱處理 達到高硬度和強度它具有一定的耐腐蝕性和耐磨性，但韌性和焊接性相對較差。
典型應用： 餐具、手術器械、軸承、閥門零件、幫浦軸。
●沉澱硬化不鏽鋼（例如，17-4 PH）
特徵： 透過特殊熱處理（沉澱硬化）， 它在保持良好耐腐蝕性的同時，也實現了接近高強度合金鋼的機械性能。它具有較低的加工硬化傾向。
典型應用： 航太結構件、高速離心機零件、核工業零件、高端模具。
AISI 304不鏽鋼典型表現（固溶退火狀態）
| 財產 | 價值 | 筆記 |
|---|---|---|
| 抗拉強度（兆帕） | ≥ 515 | - |
| 屈服強度（0.2%偏移，MPa） | ≥ 205 | - |
| 斷裂伸長率（%） | ≥ 40 | 優異的塑性和韌性 |
| 硬度（布氏硬度） | ≤ 201 | - |
| 密度（克/立方厘米） | 8.00 | - |
4. 工具鋼
工具鋼是專門為製造工具（例如模具和刀具）而開發的。 追求極致的硬度、耐磨性、紅硬性和尺寸穩定性。
D2（高碳高鉻冷作鋼）：
具有高耐磨性和中等韌性，適用於高壽命冷沖壓模具和精密沖裁模具。
H13（熱作模具鋼）：
在高溫下仍能維持高強度和耐磨性，並具有良好的抗熱疲勞性能。適用於壓鑄模具和熱鍛造模具。
S7（抗衝擊工具鋼）：
以其優異的韌性而聞名。用於承受高衝擊負荷的鑿子、沖頭和剪切刀片。
常見問題 (FAQ)
碳鋼和合金鋼有什麼差別？
碳鋼的性能主要取決於鐵和碳的含量，因此成本低廉且易於加工或焊接。合金鋼則添加了其他元素（例如鉻、鉬或鎳），以提高其在較大截面上的強度、淬透性和抗疲勞性能。
什麼時候應該選擇316不銹鋼而不是304不銹鋼？
AISI 304 是標準的通用奧氏體不鏽鋼，而 AISI 316 含有 2-3% 的鉬，因此具有優異的耐氯化物、耐海洋大氣和耐點蝕的惡劣化學環境性能。
為什麼 AISI 4140 被廣泛用於重型零件？
AISI 4140 鋼經淬火和回火處理後，具有優異的強度、韌性和耐磨性平衡。其鉻和鉬含量確保了其深度淬透性，使其成為製造軸、連桿和油田設備的理想材料。
D2、H13 和 S7 工具鋼的主要差異是什麼？
D2 專為冷加工應用而設計，具有極強的耐磨性；H13 針對高溫應用進行了優化，在熱鍛和壓鑄中具有抗熱疲勞性；S7 專門用於沖頭和鑿子，具有高抗衝擊性和吸震性。
與奧氏體不銹鋼相比，17-4 PH 不鏽鋼有哪些獨特之處？
17-4 PH 是一種沉澱硬化馬氏體不銹鋼，透過簡單的低溫時效熱處理，即可達到與高強度合金鋼相當的機械強度，同時保持接近 304 不銹鋼的耐腐蝕性。
像 AISI 1045 這樣的中碳鋼可以透過熱處理來提高強度嗎？
是的。 AISI 1045 的碳含量約為 0.45%，對淬火、回火、火焰淬火或感應淬火等熱處理反應良好，可顯著提高抗拉強度、表面硬度和耐磨性。