> SCM415 是 JIS G4053 規範的低碳鉻鉬滲碳鋼，經滲碳淬火後表面硬度可達 HRC 58–62、心部保持韌性，是小型齒輪、軸類、活塞銷等「表硬心韌」零件的代表材料。本文以表格整理正火與滲碳淬火回火狀態下的強度、硬度數據，並比較 SCM415 與 SCM420 的選材差異。
SCM415 是 JIS G4053 規範的低碳鉻鉬滲碳鋼，經滲碳淬火後表面硬度可達 HRC 58–62、心部保持韌性，是小型齒輪、軸類、活塞銷等「表硬心韌」零件的代表材料。本文以表格整理正火與滲碳淬火回火狀態下的強度、硬度數據，並比較 SCM415 與 SCM420 的選材差異。
SCM415 是什麼？
SCM415 為機械構造用合金鋼（JIS G4053）中的低碳鉻鉬鋼，碳含量僅 0.13–0.18%，本體強度不靠淬火硬化，而是透過滲碳處理在表層增碳後淬火，形成高硬度耐磨表層與韌性心部的複合結構。典型用途包括小型齒輪、凸輪、活塞銷、軸類與各式耐磨機件。
SCM415 化學成分（JIS G4053）
| 元素 | C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 含量 (%) | 0.13–0.18 | 0.15–0.35 | 0.60–0.85 | ≤0.030 | ≤0.030 | 0.90–1.20 | 0.15–0.30 |
SCM415 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）
低碳成分使 SCM415 在未滲碳前硬度低、延展性佳，非常適合切削與冷加工。
| 項目 | 數值 |
|---|---|
| 抗拉強度 | 約 500–650 MPa |
| 布氏硬度 | 約 HB 140–190 |
| 伸長率 | 約 18–25% |
特點：加工性優良，齒形、孔位等主要加工應在滲碳前完成，滲碳後僅保留研磨裕量。
2. 滲碳淬火回火後的機械性質
滲碳淬火回火是 SCM415 的最終使用狀態，表面與心部性質差異明顯。
| 部位 | 參考數值 | 說明 |
|---|---|---|
| 表面硬度 | HRC 58–62 | 高碳麻田散鐵層，耐磨、抗點蝕 |
| 心部抗拉強度 | ≥ 830 MPa（JIS G4053 參考值） | 低碳心部維持韌性 |
| 心部硬度 | 約 HRC 25–35 | 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：表面耐磨、心部抗衝擊，適合齒輪齒面等同時承受接觸應力與彎曲應力的零件。
韌性、疲勞壽命與實務考量
- 加工順序：粗加工 → 滲碳淬火回火 → 精磨。滲碳後材料變形量須預留研磨裕量。
- 硬化層指定：圖面應明確標註有效硬化層深度（如 0.8–1.2 mm）與表面硬度範圍，避免各熱處理廠解讀不一。
- 心部強度：心部性能取決於淬透性與零件尺寸，斷面較大時心部硬度偏低，高負載齒輪可考慮升級 SCM420。
- 疲勞表現：滲碳層的殘留壓應力有助於提升彎曲疲勞與接觸疲勞壽命，是齒輪材料的關鍵優勢。
SCM415 vs SCM420 選材比較
| 比較項目 | SCM415 | SCM420 |
|---|---|---|
| 碳含量 (%) | 0.13–0.18 | 0.18–0.23 |
| 滲碳後心部抗拉強度 | ≥ 830 MPa | ≥ 930 MPa |
| 心部韌性 | 較佳 | 略低但強度較高 |
| 典型用途 | 小型齒輪、活塞銷、凸輪 | 中負載齒輪、軸類 |
兩者表面硬度相當（HRC 58–62），差異主要在心部強度：負載較高的齒輪與軸類建議選 SCM420，小型零件或重視心部韌性時選 SCM415。
SCM415 常見問題 FAQ
Q1：SCM415 滲碳後表面與心部硬度分別是多少？
A： 滲碳淬火回火後，SCM415 表面硬度可達 HRC 58–62，具備優異耐磨性；心部因碳含量低，硬度約 HRC 25–35，心部抗拉強度參考值 ≥ 830 MPa（JIS G4053），保持良好韌性與抗衝擊能力。實際數值依零件尺寸、滲碳條件與淬透性而異，應以熱處理報告為準。
Q2：SCM415 與 SCM420 差在哪裡？如何選擇？
A： 主要差異在碳含量與滲碳後的心部強度：SCM415（C 0.13–0.18%）心部抗拉強度 ≥ 830 MPa，SCM420（C 0.18–0.23%）則可達 ≥ 930 MPa。表面硬度兩者相當。負載較高的齒輪、軸類建議用 SCM420；小型零件或需要較佳心部韌性時，SCM415 是合適選擇。
Q3：滲碳深度應該如何指定？
A： 建議在圖面標註有效硬化層深度（Effective Case Depth）與表面硬度範圍，例如「有效硬化層 0.8–1.2 mm、表面硬度 HRC 58–62」。一般零件常見深度為 0.5–1.5 mm，齒輪可依模數估算（約為模數的 0.15–0.2 倍）。双享鋼鐵備有 SCM415 圓棒庫存，並可協助建議合適的加工與熱處理流程，歡迎填表洽詢！