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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 |
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)
碳鋼和合金鋼的主要差異是什麼？
碳鋼的機械性質（強度、硬度和延展性）主要取決於碳含量。合金鋼則添加了鉻、鎳和鉬等其他元素，以增強其特定性能，例如可淬性、韌性和耐腐蝕性。
為什麼316不銹鋼比304不銹鋼更耐腐蝕？
316 不銹鋼含有鉬，這顯著提高了其抗點蝕和化學腐蝕性能，尤其是在含有氯化物、海洋環境或強腐蝕性工業化學品的環境中。
沉澱硬化不鏽鋼（如 17-4 PH）有哪些獨特之處？
沉澱硬化不銹鋼經過特殊的加熱處理，使其強度和硬度達到接近合金鋼的水平，同時仍保持標準不銹鋼優異的耐腐蝕性。
在什麼情況下應選用H13工具鋼？
H13是一種熱作模具鋼，設計用於在高溫下保持高強度和耐磨性。它具有很高的抗熱疲勞性能，是壓鑄模具和熱鍛造模具的理想選擇。
AISI 1045鋼的機械性質可以改變嗎？
是的。 AISI 1045 是一種中碳鋼，透過淬火和回火等熱處理過程可顯著提高其性能，從而提高強度、硬度和耐磨性。