机械材料的规格及选用.docx
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机械材料的规格及选用
機械材料的規格及選用
學習目的
1.瞭解機械材料規格的意義。
2.瞭解常用的機械材料規格。
3.瞭解各種規格編號的意義。
4.能選擇適當的金屬材料。
1-1前言
規格（Specification）是產品需求的敘述，也是資料技術溝通的依據。
為了適合某一種特別的用途，生產者當然必須促使產品能夠符合需要，這樣就有規範的存在必要。
而隨著工業化程度的提高及國際間貿易往來的趨勢，產品的流通愈來愈頻繁，為了增進效率及提供產品零件的互換性，工業規格的訂定更是必然的結果。
在機械材料的範疇方面，同樣的必須有一定的規格，以作為生產者及使用者依循的規範。
完備的規格應具有以下資料的敘述:
1.適用範圍（Scope）:
包括用途（如：
板、線、管），適用尺寸等。
2.化學成分（ChemicalComposition）:
包括各項成分元素的含量範圍或成分代號。
3.定性敘述（QualityStatement）:
指品質方面，例如煉鋼方式或脫氧情況。
4.定量需求（QuantitativeRequirement）:
指定化學成分範圍、物理及機械性質需求，以適應使用上經濟的理由。
5.其他需求（OtherRequirment）:
如特殊容許差、材料表面狀況等。
現今世界各國各依其工業化的發展而有不同的工業規格，例如：
美國的ANS（美國國家標準）、日本的JIS（日本工業標準）、德國的DIN（德國工業標準）等。
而在針對機械材料規格方面，常用的還包括ASTM（美國材料試驗協會）、AISI（美國鋼鐵協會）、SAE（美國汽車協會）等，而我國主要則依據CNS（中國國家標準）訂定。
材料的選擇及應用是學習材料規格的重要目的，所以本章最後舉例說明，如何在產品需求及相關考慮之下，選擇適當材料。
1-2材料的規格
一種機械材料的規格最主要可以由：
材料的種類、成份和機械性質來說明。
而為了標準化起見，材料必須經由一套嚴謹的試驗規範，確保其可靠度。
世界各國都有其材料試驗的標準程序，我國也不例外，例如：
CNS有關材料試驗部份，其中「鋼料之檢驗通則」（CNS2608,G2018）規定：
本標準主要內容包括：
適用範圍、檢驗及重驗三部分
適用範圍：
本標準適用於鋼料之一般檢驗
檢驗部份：
說明化學成份試驗和機械性質試驗的試片取樣及檢驗
標準方法
重驗部份：
說明規格部份不合規定的試片，必須經由複驗判定
合格及不合格。
又如「非鐵金屬材料之檢驗通則」（CNS4195,H2045）中規定：
本標準主要內容包括：
適用範圍、檢驗及重驗三部分
適用範圍：
本標準規定非鐵金屬材料檢查一般事項
檢驗部份：
規定有關外觀、尺度、化學成份試驗和機械性質試驗
的試片取樣及試驗事項
重驗部份：
說明試驗結果如部份規格與規定不合，必須經由重驗
判定合格及不合格。
1-3常用的材料編號
一般材料的化學成份與機械性質是息息相關的，因此常用的材料編號大多是以化學成份命名為主，再輔以機械性質（如第七章部分材料的規格敘述）。
由於材料範圍很廣，因此本章內容，主要以鋼鐵材料的編號為主，另外輔以部分非鐵金屬及非金屬材料來做說明。
在工業上，鋼鐵材料（包括碳鋼在內）必依其化學成份，使用一定的編號以利於選用，這是基本的認識。
目前，在我國較常用的規格有三種：
中國國家標準（CNS）、日本工業標準（JIS）、美國鋼鐵學會－美國汽車工程師學會（AISI-SAE）。
另外德國工業標準（DIN）和美國統一標準編號（UNS）相關業界有時也會採用。
而其它還有常見的各國規格名稱。
1．中國國家標準（CNS）
（1）鋼鐵的規格
中國國家標準CNS是ChineseNationalStandard的簡寫，CNS對鋼鐵材料的編號主要依據CNS109G1001（公佈：
民國36年3月，修訂：
民國85年3月）原則上由下列三部分組成：
第一部分為材質，鋼鐵材料大部分以S（Steel鋼）或F（Ferrum鐵）
表示。
第二部分有兩種不同的表示法；
a．表示標準名稱或是製品用途。
常用的有－P：
Plate（薄板）、T：
Tube（管）、U：
Use（特殊用途）
W：
Wire（線材）F：
Forging（鍛造）C：
Casting（鑄造）
例：
SPCC：
Plate，鋼板（冷軋）。
SUP：
UseSpring，彈簧用鋼
b．用於結構的鋼料（包括結構用碳鋼及合金鋼），代表主要合金元素或含碳量（結構用碳鋼時），表示含碳量時，通常以含碳量之100倍數值表示，
例：
SCM420：
鉻鉬鋼，第420種
S25C：
碳鋼，含碳量0.25％。
第三部分為該材料之種類號碼，或是最低抗拉強度、降伏強度。
若是表示最小抗拉強度或最小降伏強度，通常以三位數字表示。
例：
SCM420表示鉻鉬鋼中編號420的材料
STB340表示鍋爐及熱交換器用鋼，抗拉強度不
低於340N/mm2。
以與合金量之表示法有所區別。
常用於建築結構用等不須規定含碳量鋼料的場合。
註：
機械結構用鋼料的符號
機械結構用鋼料使用很廣，因此CNS2608G2018特別在附錄2中說明適用範圍及其符號所代表的意義：
適用範圍：
機械結構用碳鋼鋼料及結構用合金鋼鋼料種類符號之組成。
a．符號順序為鋼之主要合金元素、主要合金元素含量或代表值、附加符號。
其中除鋼之代表符號S、碳之符號C之外。
附加符號由第一群及第二群組成，
第一群—為鋼料為改善其性質（例如切削性）所添加的特殊元素
（例）改善切削性之添加元素
基本鋼
附加符號
鉛添加鋼
L
硫添加鋼
S
鈣添加鋼
U
第二群—為鋼料除化學成份之外的保證特性
（例）保證特殊特性之添加符號
特性
附加符號
硬化能保證鋼
H
表面硬化用鋼
K
（例）
S30C：
碳鋼，含碳量0.30﹪
S20C4：
碳鋼，含碳量0.20﹪第四種構造用碳鋼
S（55）C：
一般構造用碳鋼，最小抗拉強度55kg/mm2
S85WMo（HS）：
含碳量0.85﹪的鎢鉬高速鋼
OS90C（T）：
以平爐煉鋼法提煉，含碳量0.9﹪的工具鋼
b．碳含量的代表值。
（2）鋁及鋁合金的規格
鋁及鋁合金之種類及符號係依CNS2068H3021之規定，適用範圍為鍛鋁、鍛鋁合金（以下簡稱鍛鋁合金）及鑄鋁、鑄鋁合金（以下簡稱鑄鋁合金）之合金種類及鍊度符號。
鍛鋁合金之編號依其合金成分，共分1xxx~8xxx系，另有9xxx系為備用，，鑄鋁合金之規格亦分1xxx~9xxx九系，其中6xxx系為備用，這些已如第九章所述。
而所謂”鍊度”係指”製造過程中，依加工、熱處理等條件之差異所獲得機械性質之區分”。
鍊度符號又分為基本符號與細分符號。
基本符號為一字英文字母（大寫），細分符號為一位數字或多位數字組合並附在基本符號之後。
a．基本符號
鋁合金的鍊度基本符號分為四種。
b．細分符號
鋁合金鍊度之基本符號H及T之細分符號，依下列規定。
鍛鋁合金的編號及化學成分。
2．日本工業標準（JIS）
JIS是JapaneseIndustralStandard的簡稱，JIS對於鋼鐵材料的的編號大致可分兩大類：
（1）一般機械構造用碳鋼：
其材料編號方法和CNS的第一種表示法相同。
（例）S30C表示含碳量0.30﹪的機械構造用碳鋼
（2）其他用途的碳鋼及合金鋼：
這一類鋼的材料編號表示法，大致可分三部分：
第一部分為材質，鋼以S、鐵以F表示，其他非鐵類如表11-。
第二部分表示鋼製品的規格或用途，例如：
K代表工具鋼、TB代
表鍋爐用鋼管、PC2代表冷軋鋼板。
第三部分為為鋼料的種別，以1,2,3來表示。
此外如果需要，可將材料的加工方法、熱處理方式等附註於後，加工方法例如:
D（Drawing）抽製、G（Grinding）研磨、T（Turning）車削、Ex（Extruded）擠製。
熱處理方法大多記於金屬符號之後，並在二者之間加入"-"
（例）SK2：
第二種碳素工具鋼
SKS11：
第十一種切削用工具鋼
SUH301：
第301種耐熱鋼
SUS301-1/2H：
第301種不銹鋼，1/2硬質材料
3．常用的美國材料編號及規格
（1）美國鋼鐵學會－美國汽車工程師學會（AISI-SAE）
AISI和SAE在1941年共同訂定鋼鐵材料的分類，以四個（或五個）數目字為記號來分類。
其中
第一位數，表示鋼料的種類，如：
鎳鋼為2、鎢鋼為7。
第二位數，為主要合金元素的百分值；0表示無其他合金元素。
第三、四位數（或第三、四、伍位數字）代表含碳量。
（例）
SAE1045：
含碳量0.45的碳鋼，與CNS中S45C鋼料相當。
SAE4140：
含碳量0.40的鉻鉬鋼，與JIS中SCM4鋼料相當。
鋼種
編號
鋼種
編號
碳鋼
1×××
耐熱鋼
30×××
普通碳鋼
10××
鉬鋼
4×××
易削鋼（加硫）
11××
Cr（0.7﹪）
41××
錳鋼
13××
Ni-Cr
43××
鎳鋼
2×××
Ni（1.75﹪）
46××
0.50﹪Ni
20××
鉻鋼
5×××
1.50﹪Ni
21××
Cr（1.0﹪）
51××
3.50﹪Ni
23××
Cr（1.5﹪）
52××
鎳鉻鋼
3×××
鉻釩鋼
6×××
1.25﹪Ni0.6﹪Cr
31××
鎢鋼
7×××
1.75﹪Ni1.0﹪Cr
32××
鎳鉻鉬
8×××
3.50﹪Ni1.5﹪Cr
33××
矽錳鋼
9×××
（2）美國材料協會及美國機械工程師協會ASTM（ASME）
ASTM是非常廣泛被採用的材料規範，它的特色主要是針對產品的特性及表現而定。
ASTM表示法是以以字母+代號表示，再輔以年代之混合標示，ASME則採用了相當多的ASTM規範，並以前置S表示。
ASTM表示法:
首位字母
表示意義
A
鋼鐵類
B
非鐵金屬類
C
一般測試法
例如:
ASTMA36-77a其中A36-77a
分別表示（鋼鐵）（結構用）（1977年）（第一次修訂）
又如:
ASTME8代表拉伸試驗規範
ASME的表示法：
例如:
ASMESA213=ASTMA213
而同一編號又可依化學成分（Grade）加工方式（Type）成品型態（Class）來區分。
Grade主要敘述其化學性質，Type指脫氧的情況，
Class:
指一些其他性質。
如：
強度、表面光度等。
（3）美國統一編號系統UNS
UNS是UnifiedNumberingSystem的簡稱，在1974年為ASTM及SAE聯合制定，UNS本身只是一種編號，而非規格，它將金屬分為17個系列編號並與原有的體系配合，例如：
UNSG10XX0=SAE10XX，而有索引、整合、參考的意義，因此而稱統一編號系統。
4．德國工業標準（DIN）
DIN並不是英文，而是德文DeutschIndustriellNorm的縮寫，德國工業標準中鋼鐵材料的規格是在DIN17006，補充說明在DIN17007，1974年改為ISO制，以EURONORM27-74替代。
以英文字母和數字來敘述其特徵，字母規定鋼鐵種類、冶煉方法、合金材料、處理情況等、數字則規定鋼鐵材料的、含碳量、抗拉強度、主合金之成分倍數等。
（1）碳鋼
一般以碳元素標記及其含碳量表示，如C60表示含0.6％C的碳鋼。
另外也有抗拉強度及其他表示法，例如:
St50表示抗拉強度50kg/mm2之構造用碳鋼，CK40表示含磷、硫量甚低之碳鋼，抗拉強度為40kg/mm2。
（2）高級鋼料及低合金鋼
以其主要合金元素和含量為標記，但在其中第三部分含量，為避免小數點出現，表示值都己經乘上固定倍數，而以整數型態呈現，所以由編號求取實際含量時必須再除以倍數。
第一部分:
含碳量
第二部分:
合金元素種類
第三部分:
合金元素含量
合金元素
倍數
Cr、Co、Mn、Ni、Si、W
4
Al、Be、Pb、Cu、Mo、Nb、Ta、Ti、V
10
P、S、N、Ce、C
100
B
1000
例如:
含碳量0.34％含鉻量1％的鋼材，表示為34Cr4
依此13CrV53即表示含碳量0.13％，含鉻量5/4=1.25
％，含釩量3/10=0.3％
（3）高合金鋼
在標記前加上"x"，此外由於合金元素含量己高，因此不乘以倍數而直接表示。
（如前述，高合金鋼通常是指合金總含量在8％以上的鋼料）
例如:
含碳量0.12％的不銹鋼，含鉻量18％含鎳量8％，表示為
X12CrNi188
同理X10CrNi1810即表示含碳量0.10％的高合金鋼，含鉻量18
％含鎳量10。
如果要進一步標示其特性，可以在其記號前後加上英文字母表示
例如:
MASt426N
（1）
（2）（3）（4）（5）
其中除（3）為主標記外，
（1）
（2）（4）（5）分別表示:
熔煉方式、產品特性、保證性能類別、熱處理情況等。
（4）鑄鐵、鑄鋼
以前置標記G代表一般鑄件，另外加上其它字母來表示種類，隨後之標示與鋼的編號相同，如表1所示。
例如:
GS-C30為鑄鋼，含碳量0.30％
G-X120Mn12表示含碳量1.20％的鑄鐵，含錳量12％。
表1德國工業標準DIN之鑄鐵分類
GS=鑄鋼
GG=一般灰鑄鐵
GGL=片狀石墨鑄鐵
GGG=球狀石墨鑄鐵
GT=一般展性鑄鐵
GTS=展性灰鑄鐵
GTW=展性白鑄鐵
1-4材料的選用
1-4-1材料選擇的根據
材料的種類繁多，而且性質互異，因此無論鐵金屬和非鐵金屬材料，或者隨後即將討論的非金屬材料自然都有不同的應用場合。
一項產品在選用材料時，會因使用場合（例如：
強度的要求、環境的因素、成本的考慮等）而不同，而各種材料由於結構的不同，也有其適當的用途，因此如何使材料的應用能適材適所，就是材料選用的最大準則。
本章將提出材料選擇的幾個重要考慮因素，並舉實例具體說明。
（一）材料的規格要符合使用的需求
選擇材料最基本的考慮，就在滿足產品的特性及要求，例如﹕抗拉強度、切削性、耐蝕性等。
許多材料似乎都可以滿足使用的需求，但是如果選擇具有正字標記或符合國家標準的材料，例如：
我國的CNS日本的JIS美國的ASTM、SAE、AISI、UNS德國的DIN等，由於其化學成分及機械性質都經過試驗，有一定的保證，因此品質將更有保障。
（二）材料的價格要合理
價格是選擇材料的另一個重要因素。
因為優秀的材料如果價格高昂，產品的成本勢必提高，競爭力就會降低。
因此如果材料不是唯一的選擇，那麼價格合理的同級材料或以開發新產品替代都是不錯的解決方案。
（三）材料的品質要一致
產品如果是單一的就不必考慮一致性的問題，但是如果是屬於大量生產的東西，材料的供應就必須穩定而且品質一定才行，否則因產品不良造成退貨或是賠償，無論是金錢及信譽的損失可能都將難以彌補，因此在選擇材料供應之初，材料品質的一致和來源的穩定性也是重要的考慮因素。
1-4-2鋼鐵材料的選用
以上提到的是材料選用的原則。
而鋼鐵材料由於在機械上使用廣泛，因此必須針對其特性考量。
鋼鐵材料的選用，常遭遇的還有三個問題：
（一）使用碳鋼或合金鋼
（二）局部或全部淬火（三）用鑄造品或鍛造品。
碳鋼的價錢便宜，但合金鋼易於淬火、硬化深度大、抗回火軟化佳。
承受的負荷則關係局部或全部淬火，負荷大的零件以全部淬火為宜，表面淬火則可承受耐疲勞及磨耗的場合。
鍛造與鑄造在製造一直是競爭不止，傳統的鑄造品雖可以製造複雜或有內孔的零件，但被認為偏析、氣孔、韌性差，鍛造品則較強韌，但鑄造技術及材料的進步，己可以達到均質、強韌，加以鑄造有一次成型的優點，因此目前鑄件佔較有利的趨勢。
1-4-3應用實例
（一）引擎材料的選用
機械產生動力來自於引擎，常見的引擎如：
空壓機、汽機車、電機原動力廠等。
引擎各部份零件承受不同的負荷、溫度等工作條件，因此有不同的材料選擇考慮。
以下僅以其中較重要的汽缸體、曲柄軸及進排氣閥加以說明。
1.1. 汽缸體
汽缸由於形狀複雜，又有冷卻管路，因此只能用鑄造方式，汽缸由於要求良好強度大、耐磨、耐蝕、導熱性佳、膨脹係數低。
因此灰鑄鐵就是很好的選擇，唯一問題是比重稍大。
如果需要輕量化，使動力提高，就可以考慮鋁合金。
唯鋁合金的磨耗性較差，這一點也要考慮。
2.2. 曲柄軸
雖然曲柄軸的形狀也很複雜，不過也並不是非用鑄造不可，曲柄軸的受力很大，因此鍛造鋼品是傳統上的選擇，不過延性鑄鋼（球墨鑄鐵）的發展，使得鑄造品在中小型汽車上也佔一席之地。
如果使用鍛鋼，必須考慮硬化能的問題，因此常用的有鉻鉬鋼（SAE4140）或中碳鋼SAE1035及SAE1050。
3.3. 進排氣閥
進排氣門最重要的是耐高溫和耐腐蝕，尤其是排氣閥的工作溫度，往往700℃以上，而且必須承受燃料燃燒後產生的水氣和腐蝕性鉛化合物，因此採用耐熱鋼是最初的考慮，其後陸續有使用沃斯田鐵系不銹鋼或英高鎳（Inconel）者。
（二）材料的取代和新材料的選用
由於材料的改良和新材料的不斷發展，許多製品原來使用的材料，可以替代而性能更佳，價格更便宜。
以日常應用來說，例如：
二十年前的眼鏡框，使用白銅或鍍層，其後因為腐蝕問題而改用不銹鋼，至今更因為鈦的輕量化、高強度比且耐蝕而再度取代。
近年來由於航太工業，輕量及高強度的要求，因此在機件上鈦的使用也很廣，而外裝上，複合材料（尤其是碳纖維和玻璃纖維強化塑膠）則大量的應用。
另外，為了極高速航具和太空梭的需要，工程陶瓷應用在承受高溫的部分的包覆（CeramicTiles）更是不可或缺。
摘要
1．規格（Specification）是產品需求的敘述，也是資料技術溝通的依據為了增進效率及提供產品零件的互換性，必須制定的規格，以作為生產者及使用者依循的規範。
2．在工業上，鋼鐵材料必依其化學成份，使用一定的編號以利於選用。
目前，在我國較常用的規格有三種：
中國國家標準（CNS）、日本工業標準（JIS）、美國鋼鐵學會－美國汽車工程師學會（AISI-SAE）。
另外德國工業標準（DIN）和美國統一標準編號（UNS）相關業界有時也會採用。
3．CNS之鋼鐵材料的編號，主要由下列三部分組成：
第一部分為材質，鐵以F表示，鋼以S表示。
第二部分表示標準名稱或是製品用途或主要合金元素或含碳量（結構用碳鋼時）。
第三部分為該材料之種類號碼，或是最低抗拉強度、降伏強度。
若是表示最小抗拉強度或最小降伏強度，通常以三位數字表示，常用於建築結構用等不須規定含碳量鋼料的場合。
4．AISI和SAE以四個（或五個）數目字為記號來分類。
其中
第一位數，表示鋼料的種類。
第二位數，為主要合金元素的百分值；0表示無其他合金元素。
第三、四位數（或第三、四、伍位數字）代表含碳量。
鋼種
編號
鋼種
編號
碳鋼
1×××
耐熱鋼
30×××
普通碳鋼
10××
鉬鋼
4×××
易削鋼（加硫）
11××
Cr（0.7﹪）
41××
錳鋼
13××
Ni-Cr
43××
鎳鋼
2×××
Ni（1.75﹪）
46××
0.50﹪Ni
20××
鉻鋼
5×××
1.50﹪Ni
21××
Cr（1.0﹪）
51××
3.50﹪Ni
23××
Cr（1.5﹪）
52××
鎳鉻鋼
3×××
鉻釩鋼
6×××
1.25﹪Ni0.6﹪Cr
31××
鎢鋼
7×××
1.75﹪Ni1.0﹪Cr
32××
鎳鉻鉬
8×××
3.50﹪Ni1.5﹪Cr
33××
矽錳鋼
9×××
5．材料選擇的考慮因素主要有：
（一）材料的規格要符合使用的需求
（二）材料的價格要合理（三）材料的品質要一致
合金鋼及特殊鋼
學習目的
1.瞭解合金鋼與特殊鋼的意義。
2.認識合金鋼與特殊鋼的種類。
3.認識工具鋼的種類和用途。
4.認識耐蝕鋼的種類和用途。
5.瞭解其它特殊鋼的種類和用途。
1-1前言
碳鋼具有不錯的機械性質，能實施熱處理，而且在一般用途上都能勝任。
不過在某些需求特別的場合，使用上碳鋼的性能仍嫌不足，例如：
需要耐蝕的埸合、需要在高溫強度、需要更高的硬度以做為切削刀具，或是具有疲勞強度等。
這些時候就必須有各種不同性質的合金鋼，例如：
不銹鋼、耐熱鋼、工具鋼、彈簧鋼等，來滿足實際上的需求。
由於這些合金鋼材的性質和一般鋼材並不相同，因此在市面上，許多販售合金鋼材料的地方，也稱為特殊鋼材料行。
合金鋼是指碳鋼添加一種或一種以上合金元素所形成的鋼料。
通常鋼的合金元素，除碳以外，若含錳量在1.65%以上、含矽量在0.60%以上，或含銅量在0.06%以上等，就可以認定是屬於合金鋼，其它元素刻意加入碳鋼中者亦同。
碳鋼如果依不同用途再加入鎳、鉻、釩、鎢、.....等元素，以達到需要的效果，就成為合金鋼。
例如：
微量的鉻可以使鋼具有極佳的硬化能，而12%以上時，鋼就不易腐蝕，成為耐蝕鋼。
加入18%鎢、4%鉻、1%釩時即為高速鋼。
除用途外，合金鋼也可依加入元素種類來區分。
由於任何鋼中均含鐵、碳兩種元素，因此，如再加入一種元素即稱為三元鋼，例如：
鎳鋼、鉬鋼等。
加入二種元素稱為四元鋼，例如：
鎳鉬鋼，其餘依此類推。
如果以合金含量來區分，合金鋼中合金元素的總含量在6%以上稱為高合金鋼，合金元素總含量在6%以下稱為低合金鋼。
有些埸合會將合金量在1.5%~5.5%之間的，再細分為中合金鋼，而以1.5%以下者為低合金鋼，不過這些都是粗略的分法，並沒有實質的意義。
合金鋼的種類很多，而其性質主要又由合金元素來決定，因此研究合金鋼最有效的方法，就必須由瞭解合金元素對於鋼性質的影響開始。
在合金鋼中所添加的合金元素，主要有鎳Ni、鉻Cr、鎢W、釩V、錳Mn、鉬Mo、鈷Co、矽Si、鈦Ti、硼B等。
1-1-1鋼中主要合金元素的功用
1．鉻Cr
鉻在鋼中的角色多元且重要，它會形成安定而硬的碳化物，而且具抗蝕性，其主要作用有：
a．增進鋼的硬化能和滲碳作用。
b．使鋼在高溫畤仍具高強度。
c．能增加耐磨耗性。
d．增高鋼之淬火溫度。
f．能增進鋼的抗腐蝕性。
2．鎳Ni
鎳在鋼中的影響有:
a．增進鋼的硬化能。
b．能降低熱處理時的淬火溫度，因之在處理時變形小。
c．能增加鋼的韌性。
d．高鎳合金鋼能耐腐蝕，例如：
不銹鋼就含有8%左右的鎳。
3．鎢W
鎢能耐高溫，而且溶於鋼中會與碳形成碳化物稱為碳化鎢，能提高鋼的強度。
此外，
a．鎢可以提高鋼之淬火溫度。
b．加強鋼之斷面組織細微化，抵抗回火軟化。
c．可以降低淬火時鋼之晶粒生長之趨勢。
d．鎢鋼刀具有紅熱硬度。
e．可增加鋼之保磁性，故可配入鋼中而製造永久磁鋼。
4．釩V
釩可以無限量固溶入鐵中，並阻止沃斯田鐵晶粒的成長，釩在鋼中有脫酸除氧之能力，故含釩之鋼其斷面結晶密實，此外釩的作用還有：
a．能提高淬火溫度。
b．改善硬化能，高溫淬火加熱時，能防止其晶粒生長。
c．有助於鋼之結晶組織細微化。
5．錳Mn
錳亦為鋼中重要元素，其作用及影響如下:
a．在適量下，錳量增加可增加鋼之最
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