碳素工具鋼、碳鋼

碳素工具鋼、碳鋼分類圖

以下冷軋鋼帶分類圖。 材料含碳量對淬火性、耐磨性與加工性能有著有著重要影響。 如果想了解每個鋼種的特性，請參閱以下目錄。

相關產品的連接

紡織針、纖維機械零件材料｜MB-1、M1F、M3F　　

刀具/刀片用材料｜TE-2、SK95、SK85、SUS420J2

關於特性

鋼種特性表

種類	鋼種	詳細 ※連結相關產品頁面
紡織針、 纖維機械零件材料	M1F ［特金獨有產品］ M3F ［特金獨有產品］ MB-1 ［特金獨有產品］ ※SK95（SK4）改良品	我們以SK95(SK4)為基礎，研發提升耐磨性及熱處理性能的鋼種，適合用於重視韌性及耐久性的產品。 一般在正常煉鋼過程中，鋼材不可避免會含有非金屬夾雜物， 若應用於高要求的環境下，往往會產生品質的問題。 因此我們與鋼廠研發「高清淨鋼MB-1」，在傳統煉鋼製程中加入特殊的精鍊工序而減少夾雜物。 紡織針、纖維機械零件材料｜MB-1、M1F、M3F
剃刀鋼	TE-2 （相當於SKS81M） ［特金獨有產品］	透過成分的調整及品質製程的嚴格管理，提升淬火性使碳化物微細化，進而增強硬度及耐磨性。 材料適合用於刀片、長刀片、高級刀具等。 刀具/刀片用材料｜TE-2、SK95、SK85、SUS420J2
碳素工具鋼 ※參考規格 JIS G3311、 JIS G4802	SK95（SK4） SK85（SK5）	碳素工具鋼是在精密冷軋特殊鋼中，因其加工性、淬火性、產品性能、價格等特性，能廣泛應用於各種領域。 從硬質零件(刀具、切削工具、工具等)，到需要彈性及韌性的零件(彈簧、針織針、喇叭零件、捲尺、墊圈等)。 刀具/刀片用材料｜TE-2、SK95、SK85、SUS420J2
碳鋼 ※參考規格 JIS G3311、 JIS G4802	S50C S45C	碳鋼的含碳量較碳素工具鋼低，對於雜質成分的要求相較寬鬆，適合用於需要一定強度及韌性的用途。 碳含量低的材料可以提高生材的加工性，但淬火時容易硬化不均勻，因此適用於辦公設備、電氣、機械等結構部件，以及彈簧、墊圈、離合器零件、脫姆遜刀、軸承零件等。

化學成分

[mass%]1111

種類	鋼種	C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	Fe	Cu	其他
剃刀鋼	TE-2	1.20-1.30	0.15-0.35	0.030 max	0.020 max	0.030 max	0.30-0.50	0.25 max	Bal.	0.25 max	－
	SKS81	1.10-1.30	0.35 max	0.50 max	0.030 max	0.030 max	0.20-0.50	0.25 max	Bal.	0.25 max	－
碳素工具鋼	SK120M (SK2M)	1.15-1.25	0.10-0.35	0.10-0.50	0.030 max	0.030 max	0.30 max	0.25 max	Bal.	0.25 max	－
	SK95M (SK4M)	0.90-1.00	0.10-0.35	0.10-0.50	0.030 max	0.030 max	0.30 max	0.25 max	Bal.	0.25 max	－
	SK85M (SK5M)	0.80-0.90	0.10-0.35	0.10-0.50	0.030 max	0.030 max	0.30 max	0.25 max	Bal.	0.25 max	－
	SK75M (SK6M)	0.70-0.80	0.10-0.35	0.10-0.50	0.030 max	0.030 max	0.30 max	0.25 max	Bal.	0.25 max	－
	SK65M (SK7M)	0.60-0.70	0.10-0.35	0.10-0.50	0.030 max	0.030 max	0.30 max	0.25 max	Bal.	0.25 max	－
紡織針、纖維機械零件材料	MB-1	0.95-1.05	0.15-0.35	0.50-0.70	0.010 max	0.003 max	0.30-0.45	－	Bal.	－	V 0.050 max Mo 0.050 max
	M1F	0.90-1.00	0.15-0.35	0.35-0.50	0.030 max	0.007 max	0.20-0.30	－	Bal.	－	Mo 0.01-0.02
	M3F	0.90-1.00	0.15-0.35	0.40-0.55	0.030 max	0.007 max	0.30-0.40	－	Bal.	－	Mo 0.01-0.02
合金工具鋼	SKS7M	1.10-1.20	0.35 max	0.50 max	0.030 max	0.030 max	0.20-0.50	0.25 max	Bal.	0.25 max	W 2.00-2.50
	SKS2M	1.00-1.10	0.35 max	0.80 max	0.030 max	0.030 max	0.50-1.00	0.25 max	Bal.	0.25 max	W 1.00-1.50
	SKS51M	0.75-0.85	0.35 max	0.50 max	0.030 max	0.030 max	0.20-0.50	1.30-2.00	Bal.	0.25 max	－
碳鋼	S70CM	0.65-0.70	0.15-0.35	0.60-0.90	0.030 max	0.035 max	0.20 max	0.20 max	Bal.	0.30 max	－
	S60CM	0.55-0.60	0.15-0.35	0.60-0.90	0.030 max	0.035 max	0.20 max	0.20 max	Bal.	0.30 max	－
	S55CM	0.52-0.58	0.15-0.35	0.60-0.90	0.030 max	0.035 max	0.20 max	0.20 max	Bal.	0.30 max	Ni±Cr 0.35 max
	S50CM	0.47-0.53	0.15-0.35	0.60-0.90	0.030 max	0.035 max	0.20 max	0.20 max	Bal.	0.30 max	Ni±Cr 0.35 max
	S45CM	0.42-0.48	0.15-0.35	0.60-0.90	0.030 max	0.035 max	0.20 max	0.20 max	Bal.	0.30 max	Ni±Cr 0.35 max
	S20CM	0.13-0.18	0.15-0.35	0.30-0.60	0.030 max	0.035 max	0.20 max	0.20 max	Bal.	0.30 max	Ni±Cr 0.35 max
	S15CM	0.13-0.18	0.15-0.35	0.30-0.60	0.030 max	0.035 max	0.20 max	0.20 max	Bal.	0.30 max	Ni±Cr 0.35 max
鉻鉬鋼	SCM415	0.13-0.18	0.15-0.35	0.60-0.85	0.030 max	0.030 max	0.90-1.20	0.25 max	Bal.	0.30 max	Mo 0.15-0.30
種類	鋼種	C	Si	Mn	P	S	Cr	Ni	Mo	Fe	其他

[mass%]

規格

通常按照JIS標準進行製造，其他對應的標準可作為參考。

種類	鋼種	日本	中國 GB		美國		歐盟	國際規格
		JIS G3311 JIS G4802	標準號	牌號	UNS	AISI/ASTM	EN	ISO
剃刀鋼	TE-2 ［特金獨有產品］	相當於SKS81	－	－	－	－	－	－
碳素工具鋼	SK95 （SK4）	SK95	T00100 T00090	T10 T9	T72301	W1-9	1.1274 1.1535	C90U
	SK85 （SK5）	SK85	T00090 T00080	T9 T8	T72301	W1-8	1.1535 1.1525	C90U C80U
碳鋼	S50C	S50C	U20502	50	G10500	1050	1.0540 1.1206 1.1241	C50 C50E C50R
	S45C	S45C	U20452	45	G10450	1045	1.0503 1.1191 1.1201	C45 C45E C45R

機械性能

加工狀態與壓延率如下表。

最終狀態的分類

加工狀態	壓延率
退火處理	0%（退火狀態）
輕壓延狀態	5％以下
壓延狀態	15-40％
強壓延狀態	35%以上

每種鋼種的最終狀態及強度標準值如下表所示。(一併列入本公司未生產的鋼種參考)

鋼種	加工狀態	硬度試驗	抗拉試驗
		［HV］	抗拉強度　［N/m㎡］	延伸率［％］
TE-2	退火處理	170-210	520-685	20-32
	輕壓延狀態	190-230	570-715	10-28
	壓延狀態	250-290	735-980	2-15
	強壓延狀態	280-320	835-1080	1-3
	刀具/刀片用材料｜TE-2、SK95、SK85、SUS420J2
SK95(SK4) M1F M3F MB-1	退火處理	160-200	490-645	24-35
	輕壓延狀態	175-215	540-695	12-32
	壓延狀態	245-285	725-970	2-15
	強壓延狀態	725-970	825-1040	1-4
	紡織針、纖維機械零件材料｜MB-1、M1F、M3F
SK85	退火處理	150-190	460-625	26-37
	輕壓延狀態	170-210	510-685	15-35
	壓延狀態	240-280	725-930	3-16
	強壓延狀態	260-300	805-1000	1-5
S50C S45C	退火處理	140-180	410-610	28-39
	輕壓延狀態	155-195	460-655	16-36
	壓延狀態	230-270	705-900	3-17
	強壓延狀態	250-290	775-970	1-5

加工性

折彎

1. 當材料需要進行彎曲加工時，通常會以退火或輕壓延加工，偶爾使用壓延加工。
   
2. 鋼帶一般具有方向性，尤其是壓延後的材料異方性更強，因此需要避免壓延方向的彎曲，盡可能取彎曲方向與壓延方向成直角或交叉的板材。
3. 進行裁切或裁板加工後，當毛邊出現在外側時，若進行彎曲加工時將容易從毛邊部位產生裂紋。因此可以將毛邊面放在折彎加工的內側，或者去除毛邊後再進行彎曲加工。
4. 在彎曲加工時，材料的回彈程度會依加工及壓延狀態而不同，因此需要藉由模具及加工方法做適當的輔助。
5. 彎曲加工性能會依材質及加工條件有所差異，根據不同的加工狀態，大致可以進行以下程度的加工。(以SK85碳含量0.80%以下的低碳鋼舉例)

加工狀態	厚度 1mm max	厚度 1mm min
退火處理
輕壓延狀態
(較輕) 壓延狀態

[註] t…厚度　R…彎折內側半徑

[参考] 折彎力概算公式

[註] t…厚度　b…寬度　L…模具槽寬　σB…材料抗拉強度

拉深加工

除了輕度拉深外，一般拉深加工需要各個方向延展性一致，因此通常選擇退火或是輕壓延的材料。
磨光特殊鋼帶不會像軟鋼出現明顯的拉伸應變(Stretcher Strain)，但因為拉深極限低，建議中間需經過退火後再進行拉深伸。

熱處理

大部分磨光特殊鋼帶，會依據用途進行適合的淬火及回火熱處理。

淬火

淬火時，根據材質、尺寸、形狀、性能及淬火方法等條件，選擇上述預備淬火溫度的中心值，並保持幾十秒到數分種。
淬火條件對產品性能的影響很大，若淬火溫度偏高或保溫時間過長，都會造成晶粒粗大及韌性下降，也會增加脫碳的風險。相反，若保持時間偏短，則會產生無法完全硬化或局部軟點等不良。因此，必須選擇合適的淬火條件。

一般冷卻方式採用油或水。水冷相較於油冷可獲得較高的硬度，但容易產生淬火變形與裂紋等風險，因此在拋光特殊帶鋼的製程中，除少數特殊情況外，通常採用油冷方式。

為了防止淬火變形，有時會提高油溫進行馬氏體等溫處理（Martempering）處理，在特殊情況下，也會採用鹽浴或金屬浴中進行淬火（貝氏體等溫淬火處理Austempering）。
對於捲料或形狀單純的材料，則會進行定盤淬火或壓模淬火方法。

回火

經過淬火處理的材料，雖然硬度會提高但會缺乏韌性，因此為了使材料同時具備韌性及強度，必須進行回火處理。

回火條件應依產品所需要的性能，參考試驗數據及鋼種的淬火-回火性能曲線等資料進行合理選定。

由於磨光特殊帶鋼帶質量較小，多採用連續式回火作業， 因此回火時間較短，特別在高韌性的需求下，偶爾才會進行較長時間回火。
若因連續生產的時間限制，則可適當提高回火溫度或採用重複回火的方式，以確保材料性能的穩定性。

回火作業的原則上，進行低溫長時間回火將比高溫短時間回火，能獲得更高的韌性。
避免提高回火溫度或縮短回火時間，以防影響材料性能。

此外，相較於空氣回火，採用油浴、金屬浴或鹽浴進行回火，則可縮短回火所需時間。

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