机械材料的规格与选用讲解.docx
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机械材料的规格与选用讲解
第一章工業用鋼
通常所指的鋼鐵材料是鋼和鑄鐵的總稱，指所有的鐵碳合金。
在工業用鋼中除鐵、碳之外，還含有其他元素。
分常存元素；偶存元素；隱存元素和合金元素。
常存元素有錳、矽、硫、磷。
偶存元素是由於礦石產地不同（有與鐵共存的共生礦混入）及以廢鋼為原料，在冶煉及工藝操作時帶入鋼中，如銅、鈦、釩、稀土元素等。
隱存元素是指原子半徑較小的非金屬元素，如氧、氫等。
合金元素是指為改變成分特別添加的元素，如鉻、鎳、鎢、鉬、釩等。
碳素鋼（簡稱碳鋼）是含碳量大於0.0218%而小於2.11%的鐵碳合金。
由於碳鋼具有較好的機械性能和工藝性能，並且產量大、價格較低，因此它是機械工程上應用十分廣泛的金屬材料。
但碳鋼也有某些不足之處，如硬化能較低、回火軟化抵抗較差、屈強比低。
碳鋼的強度潛力雖經熱處理仍不能充分的發揮。
為了滿足現代工業和科學技術的不斷發展，因而發展了合金鋼。
合金鋼是在碳鋼的基礎上，添加某些合金元素，用以保證一定的生產和加工技術以及所要求的組織與性能的鐵基合金。
合金鋼用量雖少，但卻非常重要。
合金鋼有較好的性能，但也有不少缺點。
最主要的是由於含有合金元素，其生產和加工工藝比碳鋼差，也比較複雜，價格也較昂貴。
因此，在應用碳鋼能夠滿足要求時，一般不使用合金鋼。
第一節鋼的分類
鋼的種類繁多，為了便於生產、使用和研究，可以按照化學成分、冶金品質和用途對鋼進行分類。
一、按化學成分分類
1.按鋼材的化學成分可分為碳素鋼和合金鋼兩大類。
2.碳素鋼按含碳量多少可分為低碳鋼（C%≤0.25%）、中碳鋼（C%=0.25%～0.60%）和高碳鋼（C%>0.6%）三類。
特別極軟鋼（C%≤0.08%）、極軟鋼（C%＝0.08%~0.12%）、軟鋼（C%＝0.12%~0.20%）、半軟鋼（C%＝0.20%~0.30%）、半硬鋼（C%＝0.30%~0.40%）、硬鋼（C%＝0.40%~0.50%）、最硬鋼（C%＝0.50%~0.60%）。
3.合金鋼按合金元素的含量又可分為低合金鋼（合金元素總量<5%）、中合金鋼（合金元素總量為5～10%）和高合金鋼（合金元素總量>10%）三類。
4.合金鋼按合金元素的種類可分為錳鋼、鉻鋼、硼鋼、鉻鎳鋼、矽錳鋼、鉻钼鋼、鉻鎳钼等。
二、按冶金品質分類
1.按鋼中所含有害雜質硫、磷的多少，可分為普通鋼（S%≤0.055%，P%≤
0.045%）、優質鋼（S%、P%≤0.040%）和高級優質鋼（S%≤0.030%，P%≤0.035%）三類。
2.此外，按冶煉時脫氧程度不同，可將鋼分為輕度脫氧之未凈鋼（rimmedSteel）、充分脫氧之全靜鋼（KilledSteel）和中度脫氧之半靜鋼（Semi-KilledSteel）三類。
三、按用途分類
1.按鋼的用途可分為結構鋼、工具鋼、特殊鋼三大類。
2.結構鋼又分為工程結構件用鋼和機械構造零件用鋼兩部分。
工程構件用鋼包括建築工程用鋼、橋樑工程用鋼、船舶工程用鋼、車輛工程用鋼。
機械用鋼包括調質鋼、彈簧鋼、滾動軸承鋼、滲碳和滲氮鋼、耐磨鋼等。
這類鋼一般屬於低、中碳鋼和低、中合金鋼。
3.工具鋼分為刃具鋼、量具鋼、模具鋼。
主要用於製造各種刀具、模具和量具，這類鋼一般屬於高碳、高合金鋼。
4.特殊性能鋼分為號規用鋼、易切鋼、軸承鋼、彈簧鋼、磁性用鋼、不銹鋼、耐熱鋼等。
這類鋼主要用於各種特殊要求的場合，如化學工業用的不鏽耐酸鋼、核電站用的耐熱鋼等。
四、按金相組織分類
1.按鋼退火態的金相組織可分為亞共析鋼（hypo-eutectiodsteel）、共析鋼（eutectiodsteel）、過共析鋼（hyper-eutectiodsteel）三種。
2.按鋼正常化態的金相組織可分為波來體鋼（Pearlitesteel）、變韌體鋼（BainiteSteel）、麻田散體鋼（MartensiteSteel）、沃斯田體鋼（AusteniteSteel）等四種。
在給鋼的產品命名時，往往把成分、品質和用途幾種分類方法結合起來。
如碳素結構鋼、優質碳素結構鋼、碳素工具鋼、高級優質碳素工具鋼、合金結構鋼、合金工具鋼、高速工具鋼等
五、鋼的發展趨勢
目前，鋼的發展趨勢有以下特點：
1．新鋼種不斷增加
為適應工業和科學技術的發展對鋼提出的日益增高的要求，不斷創造出具有某些特殊性能的新鋼種。
鋼的種類在不斷地增加。
2．舊鋼種不斷減少
為了生產、管理和使用的方便，目前大量使用的成熟鋼種又在不斷地減少，集中生產使用效果較好的通用性強的少數品種。
3．舊的生產工藝不斷改進，鋼的性能不斷提高
在發展新鋼種的同時，集中力量改進鋼的生產工藝，提高現有鋼種的質量。
例如，在鋼的冶煉上採用真空冶煉，電渣重熔或真空去氣等技術，大大減少鋼中的有害雜質和氣體，提高鋼的性能。
因此對於同一種鋼，由於生產工藝的改進，性能也不斷在提高。
4．鋼的純淨度越來越高
為了適應科學技術發展對鋼材性能的要求，發展出了高純淨度鋼。
其基本特點是高純淨度，硫、磷含量極低，已經達到百萬分之一數量級。
超純淨鋼晶粒非常細小，無應變時效，成形性能極佳，被稱為新一代超級鋼。
六、機械工業用新金屬材料及精密陶瓷
1.超高強韌鋼－麻田散體鋼、二次硬化鋼（thermo-mechanicaltreatment）、麻時效鋼（maragesteel）
2.形狀記憶合金（shapememoryalloy）
3.超塑性合金（superplasticityalloy）
4.非晶質合金（amorphousalloy）
5.儲氫合金（hydrogenstoragealloy）
6.精密陶瓷（fineceramics）
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。
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、五位數字）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SCM440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
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