第一章 安装工程材料 第一节 建设工程材料
工业与建筑机电安装工程，其工程材料按化学成分划分为：
——金属材料、非金属材料和复合材料三大类，如表1.1.1所示。 表1.1.1 常用的工程材料分类 金属材料 黑色金属 有色金属 耐火材料 无机非 金属材料 耐火隔热材料 耐蚀（酸）非金属材料 陶瓷材料 高分子材料 橡 胶 塑 料 合成纤维 铁、碳素钢、合金钢 铝、铅、铜、镁和镍等及其合金 耐火砌体材料、耐火水泥及耐火混凝土 硅藻土、蛭石、玻璃纤维（又称矿渣棉）、石棉制品 铸石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等 电器绝缘陶瓷、化工陶瓷、结构陶瓷和耐酸陶瓷等 天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶等 聚四氟乙烯、ABS、聚丙烯、聚砜和聚乙烯等 聚酯纤维和聚酰胺纤维等 玻璃纤维增强塑料、聚合物混凝土、沥青混凝土等 钢筋混凝土、钢丝网水泥、塑铝复合管、铝箔面油毡等 水泥石棉制品、不锈钢包覆钢板等 非金属材料 无机-有机材料 复合材料 非金属-金属材料 其他复合材料 一、金属材料
知识点——黑色金属 核心考点：
1）钢材的力学性能（如抗拉强度、屈服强度、伸长率、冲击韧度和硬度等）取决于钢材的成分和金相组织。
2）钢中随碳含量的增加其钢的可焊性减小，甚至材料不能焊接；
3）工程中没有设计方的设计变更，不能用低碳钢代替高碳钢，其原因是高碳钢的强度高于低碳钢，工程强调的是应用材料的强度，结构连接可采用螺拴连接；
而若工程中强调的是应用材料的焊接连接性能，则不能用高碳钢代替低碳钢，因为高碳钢不具有焊接性能。
4）硫、磷为钢材中有害元素，含量较多就会严重影响钢材的塑性和韧性： ——磷使钢材显著产生冷脆性，硫则使钢材产生热脆性，材料焊接严格控制材料的硫磷含量。
——硅、锰等为有益元素，它们能使钢材强度、硬度提高，而塑性、韧性不显著降低。 以上为钢材的力学性能（如抗拉强度、屈服强度、伸长率、冲击韧度和硬度等）、加工性能取决于钢材的成分。
6）钢材的成分一定时，其金相组织主要取决于钢材的热处理，如退火、正火、淬火加回火等，其中淬火加回火的影响最大。
如：焊接的焊前坡口预热，焊后堆焊缝的热处理。 考试点——钢的分类。 核心考点：
——工程中常用钢及其合金的性能和特点。 1）普通碳素结构钢。
普通碳素结构钢生产工艺简单，有良好工艺性能（如焊接性能、压力加工性能等）、必要的韧性、良好的塑性以及价廉和易于大量供应，通常在热轧后使用。
例4：
Q195钢强度不高，塑性、韧性、加工性能与焊接性能较好，主要用于轧制薄板和盘条等；
Q215钢主要用于制作管坯、螺栓等；
Q235钢强度适中，有良好的承载性，又具有较好的塑性和韧性，可焊性和可加工性也好，是钢结构常用的牌号；
例题：（ ）钢强度适中，有良好的承载性，又具有较好的塑性和韧性，可焊性和可加工性也好，是钢结构常用的牌号。
A. Q275 B. Q195 C . Q215 D. Q235 2）优质碳素结构钢。
含碳小于0.8%，可通过热处理强化； 例题：（ ）强度和硬度低，但塑性和韧性高，加工性和焊接性能优良，用于制造承载较小和要求韧性高的零件以及小型渗碳零件；
——低碳钢
3）普通低合金钢。 例题：
1）普通低合金钢比碳素结构钢具有（ ），部分钢种还具有较低的脆性转变温度。 A.较高的韧性； B.同时有良好的焊接性能； C.冷热压力加工性能； D.耐蚀性。 答案：A 2）（ ）具有综合力学性能、耐低温冲击韧性、焊接性能和冷热压加工性能良好的特性，可用于建筑结构、化工容器和管道、起重机械和鼓风机等。
——Q345（18Nb） 同时也要掌握：
1）Q295（09MnV、09MnNb）具有良好的塑性、韧性、冷弯性能、冷热压力加工性能和焊接性能，且有一定的耐蚀性能。用于制造各种容器、螺旋焊管、建筑结构等；
2) 普通低合金钢的生产工艺与碳素结构钢类似，故普通低合金钢的价格与碳素结构钢相近。
4）优质低合金钢 练习题：
1）制造锅炉和压力容器的特种设备，材料应具有一定的强度和良好的焊接性能，要选用（ ）。
——15MnVg
5）不锈耐酸钢。 练习题：
（ ）其屈服强度约为奥氏体型不锈钢的两倍；可焊性良好，韧性较高；应力腐蚀、晶间腐蚀及焊接时的热裂倾向均小于奥氏体型不锈钢。
A．铁素体-奥氏体型不锈钢 B．奥氏体型不锈钢（掌握）
C．沉淀硬化型不锈钢（掌握） D．高铬铁素体不锈钢 答案：A
知识点——铸铁的分类和用途
核心考点——工程中常用铸铁的性能和特点 练习题：
工业和建筑业广泛应用管接头和低压阀门等形状复杂、承受冲击和振动荷载的零件常用的材料是（ ）。
A. 球墨铸铁 B. 蠕墨铸铁 C. 灰铸铁 D. 可锻铸铁
知识点：有色金属材料
有色金属按照性能和特点可分为：
——轻金属、易熔金属、难熔金属、贵金属、稀土金属和碱土金属。 核心考点——工程中常用有色金属的性能和特点 表1.1.7 常用有色金属主要特性 合金名称 铝及其合金 镁及其合金 铜及其合金 镍及其合金 钛及其合金 铅及其合金 主要特性 密度小（ρ=/cm3），比强度高、耐蚀性好、导电、导热、反光性能良好、磁化率极低、塑性好、易加工成型和铸造各种零件 密度小（ρ=/cm3）、比强度和比刚度高、能承受大的冲击荷载、有良好的机械加工性能和抛光性能，对有机酸、碱类和液体燃料有较高的耐蚀性 有优良的导电性和导热性、较好的耐蚀性和抗磁性、优良减摩性和耐磨性、较高的强度和塑性、高的弹性极限和疲劳极限、易加工成型和铸造各种零件 有良好的力学性能、耐热性和耐蚀性好、具有特殊的电、磁和热膨胀性能 密度小（ρ=/cm3）、比强度高、耐高温、硬度高、耐蚀性优良 熔点低、耐磨和减摩性能好、耐蚀性高、抗X-射线和γ-射线穿透能力强、塑性好、强度低 3）化工设备中的阀门、泵、轴、夹具和紧固件；也常用于制作接触浓CaCl2溶液的冷冻机零件，以及发电厂给水加热器的管子等（ ）。
注意：铅及铅合金与三酸的适用性 知识点：非金属材料
无机非金属材料包括耐火材料、耐火隔热材料、耐蚀（酸）非金属材料和陶瓷材料等；高分子材料包括橡胶、塑料和合成纤维等。
考试点：无机非金属材料 1. 耐火材料
耐火材料是指能承受高温作用而不易损坏的材料，它是炼钢、炼铁及其他冶炼炉和锅炉内衬的基础材料之一。
掌握：
——常用的耐火材料：耐火砌体材料、耐火水泥及耐火混凝土的应用特点。 ——常用的耐火材料：耐火砌体材料、耐火水泥及耐火混凝土的应用特点。
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