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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（如 AISI/SAE 1018、1045）
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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。
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典型應用機械結構件、軸、螺栓、齒輪、框架、焊接結構。
⚙️ 中碳鋼（如 AISI/SAE 1045、4140）
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特徵碳含量約為0.25%～0.60%。經熱處理（淬火和回火）後，可達到 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。
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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）
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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。
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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）
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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。
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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）
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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。
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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）
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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）。。
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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）
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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。
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典型應用餐具、手術器械、軸承、閥門零件、幫浦軸。
⚙️沉澱硬化不銹鋼（例如，17-4 PH）
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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。
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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 |
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。
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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。
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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。
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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。
常見問題解答
碳鋼和合金鋼有什麼差別？
碳鋼主要成分是鐵和碳，其他合金元素含量極少。合金鋼則是有意添加鉻、鉬、鎳或釩等元素，以改善其某些特定性能，例如淬透性、韌性、耐熱性或耐腐蝕性，使其超越純碳鋼所能達到的水平。
什麼時候應該選擇316不銹鋼而不是304不銹鋼？
當應用環境涉及氯化物、鹽水或腐蝕性化學物質時，應選擇 316 不銹鋼。與 304 不銹鋼相比，316 不銹鋼中的鉬含量使其具有顯著更優異的抗點蝕和縫隙腐蝕性能，因此是海洋、醫療和化學加工環境的首選材料。
是什麼讓 4340 合金鋼適用於航太領域？
AISI 4340 是一種鎳鉻鉬鋼，它兼具超高強度、優異的韌性和抗疲勞性能。即使在極高的強度下，它也能抵抗循環載荷下的裂紋擴展——這對於起落架和傳動軸等航空航天部件至關重要。
D2和H13等工具鋼可以進行CNC加工嗎？
是的，工具鋼可以進行數控加工，但由於其硬度和耐磨性高，需要仔細選擇切削刀具、切削速度和進給量。 D2 和 H13 通常在退火（軟化）狀態下進行加工，加工後再進行熱處理以達到最終硬度，從而獲得最佳的尺寸精度和刀具壽命。
熱處理如何影響 AISI 1045 等碳鋼的性能？
熱處理可顯著提高 AISI 1045 的機械性能。正火狀態下，其抗拉強度約為 570–700 MPa。淬火回火後，抗拉強度可提高至 900 MPa 以上，硬度和耐磨性也大幅提升，同時維持足夠的韌性，滿足嚴苛的結構應用需求。
什麼是沉澱硬化不銹鋼？為什麼 17-4 PH 不鏽鋼很受歡迎？
沉澱硬化（PH）不銹鋼透過特殊的時效熱處理過程獲得高強度，該工藝使鋼基體內部形成細小的沉澱物，從而顯著提高硬度和強度。 17-4 PH不銹鋼因其兼具接近合金鋼的機械強度、良好的耐腐蝕性、優異的加工性能以及熱處理過程中的低變形而廣受歡迎，使其成為航空航天、核能和高性能工業部件的理想選擇。