> SCM420 是 JIS G4053 規範的鉻鉬滲碳鋼，碳含量略高於 SCM415，滲碳淬火後心部抗拉強度可達 930 MPa 以上、表面硬度 HRC 58–62，是中負載齒輪與軸類的主力材料。本文以表格整理各熱處理狀態的強度、硬度數據，並比較 SCM420 與 SCM415、SCM440 的選材差異。
SCM420 是 JIS G4053 規範的鉻鉬滲碳鋼，碳含量略高於 SCM415，滲碳淬火後心部抗拉強度可達 930 MPa 以上、表面硬度 HRC 58–62，是中負載齒輪與軸類的主力材料。本文以表格整理各熱處理狀態的強度、硬度數據，並比較 SCM420 與 SCM415、SCM440 的選材差異。
SCM420 是什麼？
SCM420 為機械構造用合金鋼（JIS G4053）中的低碳鉻鉬滲碳鋼，碳含量 0.18–0.23%，介於 SCM415 與中碳調質鋼之間。經滲碳淬火回火後，表面形成高硬度耐磨層，心部強度高於 SCM415，是變速箱齒輪、傳動軸、鏈輪等中負載傳動零件最常用的滲碳材料之一。
SCM420 化學成分（JIS G4053）
| 元素 | C | Si | Mn | P | S | Cr | Mo |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 含量 (%) | 0.18–0.23 | 0.15–0.35 | 0.60–0.85 | ≤0.030 | ≤0.030 | 0.90–1.20 | 0.15–0.30 |
SCM420 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 16–22% |
特點：加工性良好，齒形加工、鑽孔等應在滲碳前完成；碳含量略高於 SCM415，切削性仍佳。
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 | ≥ 930 MPa（JIS G4053 參考值） | 高於 SCM415 的 ≥ 830 MPa |
| 心部硬度 | 約 HRC 30–40 | 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：心部強度高，齒根彎曲疲勞能力優於 SCM415，適合中負載齒輪與軸類。
韌性、疲勞壽命與實務考量
- 心部強度優勢：碳含量較高使滲碳後心部強度明顯高於 SCM415，齒輪可承受更高的齒根彎曲應力。
- 接觸疲勞：滲碳層殘留壓應力提升齒面抗點蝕能力，適合長期運轉的傳動零件。
- 變形控制：滲碳溫度高、時間長，精密齒輪建議滲碳後研磨齒面；細長軸類須注意熱處理變形。
- 加工順序：粗加工 → 滲碳淬火回火 → 精磨，滲碳前完成主要成形加工。
SCM420 選材比較：vs SCM415、SCM440
| 比較項目 | SCM415 | SCM420 | SCM440 |
|---|---|---|---|
| 碳含量 (%) | 0.13–0.18 | 0.18–0.23 | 0.38–0.43 |
| 強化方式 | 滲碳淬火 | 滲碳淬火 | 調質（+高週波） |
| 表面硬度 | HRC 58–62 | HRC 58–62 | 高週波後 HRC 50–55 |
| 心部／本體抗拉強度 | ≥ 830 MPa | ≥ 930 MPa | ≥ 980 MPa（調質） |
| 典型用途 | 小型齒輪、銷類 | 中負載齒輪、軸 | 傳動軸、螺栓、齒輪 |
選擇原則：需要極高表面硬度與耐磨（齒面、凸輪面）→ 滲碳鋼 SCM415／SCM420；零件整體承受高應力、不需 HRC 58 以上表面硬度 → 調質鋼 SCM440。
SCM420 常見問題 FAQ
Q1：SCM420 與 SCM415 該如何選擇？
A： 兩者滲碳後表面硬度相當（HRC 58–62），差異在心部強度：SCM420 心部抗拉強度參考值 ≥ 930 MPa，高於 SCM415 的 ≥ 830 MPa。中負載以上的齒輪、軸類建議選 SCM420；小型零件、負載較輕或重視心部韌性時選 SCM415 即可，材料成本也略低。
Q2：什麼時候該用 SCM420（滲碳），什麼時候該用 SCM440（調質）？
A： 關鍵在表面硬度需求。齒面、凸輪面等需要 HRC 58 以上耐磨表層的零件，必須用滲碳鋼 SCM420；若零件主要承受整體應力（軸、螺栓、連桿），不需極硬表面，調質鋼 SCM440 流程較簡單、成本較低。SCM440 可再以高週波淬火達表面 HRC 50–55，仍低於滲碳的 HRC 58–62。
Q3：SCM420 滲碳的表面硬度與硬化層深度如何指定？
A： 建議圖面標註表面硬度 HRC 58–62 與有效硬化層深度，一般零件常見 0.5–1.5 mm，齒輪可依模數約 0.15–0.2 倍估算。同時要求熱處理廠提供硬度與硬化層檢測報告。双享鋼鐵備有 SCM420 圓棒庫存規格，歡迎填表洽詢！