摘要
合金鋼(Alloy Steel)與生鐵簡介
鋼鐵的主要元素是鐵(Fe)與碳(C)，依據使用的方式，有不同的比例，例如生鐵，指的就是碳含量在2％以上的鋼鐵，含碳量越高，硬度、強度越大，但塑性降低。鋼鐵也是最常用的結構材料，因為他高強度、低成本、抗火，所以被應用在各個領域。而混合了其他元素的鋼鐵，我們稱他為低合金鋼(Low Alloy Steel)，簡稱LAS。
合金化的鋼鐵，可增加或減低產物的延展性、可塑性、耐腐蝕能力，而單一元素中，此三種性能是難以並存的，例如:鉛(Pb)在合金鋼中就只有可塑性單一性能，所以內含了適當的微量雜質元素，能使產物同時擁有以上能力與性能。
常見5種合金鋼鋼性簡述及微量元素功能
在合金鋼(Alloy Steel)中會因為鋼種牌號的功能應用需求下，會有不同微量元素的添加，在合金鋼(Alloy Steel)最常見的5種功能分別為:合金鋼延展性、合金鋼拉伸性、合金鋼可塑性、合金鋼可塑性、合金鋼耐腐蝕能力等。
► 延展性：
一種固體材料向下拉伸的變形能力。
即，拉伸成絲的能力。
► 拉伸性：
東西可以拉伸多遠才斷裂。
► 可塑性：
該材料在受壓時的變形能力。
即，錘/軋製成片狀的能力。
► 壓縮性：
東西可以拉伸多遠才斷裂。
► 耐腐蝕能力：
組成的材料能抵抗和周圍的環境產生化學反應的能力。即，抗磨損金屬的化學反應能力。
| 金屬成份分析： | |
| 鉻(Cr) | 提高硬度，耐腐蝕性 |
| 鉬(Mo) | 增加韌性 |
| 鎳(Ni) | 增加韌性，強度，耐腐蝕能力 |
| 錳(Mn) | 提高硬度，降低脆性 |
表1.合金鋼耐腐蝕能力關鍵元素
例如：
合金牌號 4130 and 4140含有 鉻(Cr)/鉬(Mo)。
增加了硬度、韌性、抗腐蝕能立，主要用於需要高強度的螺栓和承軸。
反之，內含的元素，也有可能造成合金的性能下降。
常見3種分光儀簡介
此時就可以利用金屬成份分析設備，如: 手持式分光儀(XRF)、 火花分光儀(OES，SPARK)、 雷射分光儀(LIBS)等設備進行金屬成份分析(金屬PMI)。
3種不同分光儀檢測碳(C)，磷(P)，硫(S)能力簡述
| 金屬成份分析(金屬PMI) | 手持XRF | 手持LIBS | 攜帶分光儀 | |
|---|---|---|---|---|
| 碳(C) | 含碳量越高，硬度、強度越大，但塑性降低。 | 分析元素從鎂(Mg)，無法分析碳。 | 吹氦氣可分析碳，但分析面積小，精度:0.x%。 | 市場常用設備，但體積略大，約10Kg。 |
| 磷(P) | 合金在低溫環境下，容易碎裂。 | 可分析，快篩 | 無法 | 可分析，高精度 |
| 硫(S) | 合金在高溫環境下，容易碎裂 | 可分析，快篩 | 無法 | 可分析，高精度 |
表2. 3種不同分光儀(手持XRF，手持LIBS，攜帶SPARK)檢測碳(C)，磷(P)，硫(S)能力表
13種常見合金鋼的PMI牌號
於是根據不同濃度的元素組成成份，制定了不同的合金牌號，方便使用者選擇所需要的牌號作為應用。以下為不同合金牌號種類的初步金屬成份分析(金屬PMI):
| Steel Description | Series |
| Mn Steels | 13xx |
| Ni Steels | 23xx,25xx |
| Ni-Cr Steels | 31xx，32xx，33xx，34xx |
| Mo Steels | 40xx，44xx |
| Cr-Mo Steels | 41xx |
| Ni-Cr-Mo Steels | 43xx，47xx，81xx，86xx，87xx，93xx，94xx，97xx,98xx |
| Ni-Mo Steels | 46xx，48xx |
| Cr Steels | 50xx，51xx，52xx |
| Cr-V Steels | 61xx |
| W，Cr Steels | 71xx，72xx |
| Si-Mn Steels | 92xx |
| B Steels | xxBxx |
| Leaded Steels | xxLxx |
表3. 13種常見合金鋼的PMI牌號表
10種廢料合金鋼國際上回收分類及5種關鍵微量元素管制值
有鑑於此，許多國家也制定了相關的法規與規範，用以確認鋼鐵的品質，例如創立於1996的 歐洲廢棄鋼鐵分級系統（SGS），針對廢棄鋼鐵的純度、金屬(或鐵)的含量、雜質元素含量、廢棄材料的大小和密度做區分。
表4. 10種廢料合金鋼國際上回收分類及5種關鍵微量元素管制值
許多的規則與規範，無非是希望的產品能夠安全、有效，低合金鋼(Low Alloy Steel，LAS)中雜質元素特性，使得合金有了全新的應用，但水能載舟亦能覆舟，也造成了錯誤應用時，嚴重的公安事故與意外。是合金領域的業者們，不可不注意的項目之一。
