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SNCM220 機械性質解析:強度、硬度、韌性數據與選材指南

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> SNCM220 是 JIS G4053 規範的鎳鉻鉬滲碳鋼,在鉻鉬成分外再添加鎳(Ni),韌性與淬透性優於 SCM 系列,是汽車變速箱齒輪、差速器齒輪的代表性材料。本文以表格整理各熱處理狀態的強度、硬度數據,並比較 SNCM220 與 SCM420 的選材差異。

SNCM220 是 JIS G4053 規範的鎳鉻鉬滲碳鋼,在鉻鉬成分外再添加鎳(Ni),韌性與淬透性優於 SCM 系列,是汽車變速箱齒輪、差速器齒輪的代表性材料。本文以表格整理各熱處理狀態的強度、硬度數據,並比較 SNCM220 與 SCM420 的選材差異。

SNCM220 是什麼?

SNCM220 為機械構造用合金鋼(JIS G4053)中的鎳鉻鉬(Ni-Cr-Mo)滲碳鋼。鎳的添加提升了心部韌性與淬透性,使零件在承受衝擊載重時更不易脆裂,滲碳後同樣能獲得 HRC 58–62 的高硬度耐磨表層。典型用途為汽車與機車的變速箱齒輪、差速器齒輪、傳動軸等高衝擊傳動零件。

SNCM220 化學成分(JIS G4053)

元素CSiMnPSNiCrMo
含量 (%)0.17–0.230.15–0.350.60–0.90≤0.030≤0.0300.40–0.700.40–0.650.15–0.30

SNCM220 各種熱處理狀態下的機械性質

1. 正火/退火狀態下的機械性質(加工狀態)

項目數值
抗拉強度約 550–700 MPa
布氏硬度約 HB 150–200
伸長率約 17–23%

特點:加工性良好,主要成形加工應在滲碳前完成。

2. 滲碳淬火回火後的機械性質

部位參考數值說明
表面硬度HRC 58–62耐磨、抗點蝕
心部抗拉強度≥ 830 MPa(JIS G4053 參考值)鎳提升心部韌性
心部硬度約 HRC 25–38依尺寸與淬透性而異
有效硬化層深度常見 0.5–1.5 mm依圖面指定

特點:心部衝擊韌性優於同級 SCM 滲碳鋼,適合承受衝擊與變動載重的齒輪。


韌性、疲勞壽命與實務考量

  • 鎳的韌化效果:Ni 0.40–0.70% 提升低溫韌性與抗衝擊能力,齒輪在啟停、換檔等衝擊工況下更不易崩齒。
  • 淬透性:Ni-Cr-Mo 複合添加使淬透性佳,較大斷面零件心部性能穩定。
  • 疲勞表現:滲碳層殘留壓應力搭配韌性心部,彎曲疲勞與接觸疲勞壽命俱佳,是車用齒輪長壽命的關鍵。
  • 成本考量:含鎳使材料成本高於 SCM 系列,一般工業零件若無衝擊需求,SCM420 通常已足夠。

SNCM220 vs SCM420 選材比較

比較項目SNCM220SCM420
合金系統Ni-Cr-MoCr-Mo
心部抗拉強度≥ 830 MPa≥ 930 MPa
心部衝擊韌性較佳(含 Ni)一般
材料成本較高較低
典型用途汽車變速箱/差速器齒輪一般工業齒輪、軸類

衝擊載重明顯、可靠度要求高的車用傳動零件選 SNCM220;一般工業傳動零件以 SCM420 為主即可,成本更有優勢。


SNCM220 常見問題 FAQ

Q1:SNCM220 與 SCM420 該如何選擇?

A: 兩者滲碳後表面硬度相當(HRC 58–62)。SNCM220 因含鎳,心部衝擊韌性與淬透性較佳,適合換檔衝擊頻繁的汽車變速箱與差速器齒輪;SCM420 心部強度參考值較高(≥ 930 MPa)且成本較低,一般工業齒輪、軸類多以 SCM420 為主。簡單原則:重衝擊、重可靠度選 SNCM220,一般負載選 SCM420。

Q2:為什麼汽車齒輪常指定 SNCM220?

A: 汽車傳動系統的齒輪承受頻繁的啟停與換檔衝擊,鎳元素提供的心部韌性可降低崩齒風險;同時 Ni-Cr-Mo 的高淬透性讓量產零件的熱處理品質更穩定,滲碳表層則確保齒面耐磨與抗點蝕,綜合壽命與可靠度表現優異,因此成為車廠規範的常用材料。

Q3:SNCM220 圓棒的供貨形式與材質證明如何確認?

A: SNCM220 常見供貨形式為黑皮圓棒與磨光棒。購買時應要求檢驗證明書(Mill Test Report),確認鎳 0.40–0.70%、鉻 0.40–0.65%、鉬 0.15–0.30% 等成分符合 JIS G4053。双享鋼鐵備有 SNCM220 圓棒庫存,並可協助評估與 SCM 系列的選材比較,歡迎填表洽詢!


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