2013造价工程师《技术与计量》(安装)知识点二
常用工程材料的性能和特点
(一)金属材料
1、黑色金属
含碳量小于2.11%(重量)的合金称为钢，合碳量大于2.11%(重量)的合金称为生铁。
(1)钢及其合金的分类。
钢的力学性能决定于钢的成分和金相组织。钢中碳的含量对钢的性质有决定性影响。
在工程中更通用的分类为：
l)按化学成分分类。可分为碳素钢、低合金钢和合金钢。
2)按主要质量等级分类：
①普通碳素钢、优质碳素钢和特殊质量碳素钢;
②普通低合金钢、优质低合金钢和特殊质量低合金钢;
③普通合金钢、优质合金钢和特殊质量合金钢。
(2)钢牌号的表示方法。
按照国家标准《钢铁产品牌号表示方法》规定，我国钢铁产品牌号采用汉语拼音字母、化学符号和阿拉伯数字相结合的表示方法，即：
l)牌号中化学元素采用国际化学元素表示。
2)产品名称、用途、特性和工艺方法等，通常采用代表该产品汉字的汉语拼音的缩写字母表示。
3)钢铁产品中的主要化学元素含量(%)采用阿拉伯数字表示。
合金结构钢的牌号按下列规则编制。数字表示含碳量的平均值。合金结构钢和弹簧钢用二位数宇表示平均含碳量的万分之几，不锈耐酸钢和耐热钢含碳量用千分数表示。平均含碳量<0.1%(用“0”表示;平均含碳量<0.03%，用“00” 表示=。合金工具钢平均含碳量>1.00%时，不标合碳量，否则用千分数表示。高速工具钢和滚珠轴承钢不标含碳量，滚珠轴承钢标注用途符号“C”。平均合金含量<1.5%者，在牌号中只标出元素符号，不注其含量。
例：在钢的分类中,优质钢是按照( )来分类的。
A.化学成分
B.用途
C.冶炼质量
D.冶炼方法
答案:C
(3)工程中常用钢及其合金的性能和特点。
l)碳素结构钢
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。在桥梁、建筑、船舶上获得了极广泛的应用。某些不太重要、要求韧性不高的机械零件也广泛选用。
2)低合金高强度结构钢。低合金高强度结构钢比碳素结构钢具有较高的韧性，同时有良好的焊接性能、冷热压力加工性能和耐蚀性，部分钢种还具有较低的脆性转变温度。
3)合金结构钢。合金结构钢广泛用于制造各种要求韧性高的重要机械零件和构件。形状复杂或截面尺寸较大或要求韧性高的淬火零件，一般为合金结构钢。
4)不锈耐酸钢。它在化工、石油、食品机械和国防工业中广泛应用。
按不锈钢使用状态的金相组织，可分为铁素体、马氏体、奥氏体、铁素体加奥氏体和沉淀硬化型不锈钢五类。现将各类不锈钢的特点简述如下：
①铁素体型不锈钢。铬是铁素体型不锈钢中的主要合金元素。高铬钢有良好的抗高温氧化能力，在氧化性酸溶液，如硝酸溶液中，有良好的耐蚀性，故其在硝酸和氮肥工业中广泛使用。高铬铁素体不锈钢的缺点是钢的缺口敏感性和脆性转变温度较高，钢在加热后对晶间腐蚀也较为敏感。
例：( )是铁素体型不锈钢中的主要合金元素。
A 铬 B 镍 C 锰 D 硅
答案：A
②马氏体型不锈钢。铬是钢中的主要合金元素。通常用在弱腐蚀性介质，如海水、淡水和水蒸汽等中，使用温度小于或等于580℃、通常作为受力较大的零件和工具的制作材料，由于此钢焊接性能不好，故一般不用作焊接件。
③奥氏体型不锈钢。钢中主要合金元素为铬和镍。这类钢具有高的韧性、低的脆性转变温度、良好的耐蚀性和高温强度、较好的抗氧化性以及良好的压力加工和焊接性能。
④铁素体—奥氏体型不锈钢。
⑤沉淀硬化型不锈钢。这类钢主要用于制造要求高强度和耐蚀的容器、结构件零件，也可用作高温零件，如汽轮机零件。
5)铸钢。铸钢具有较好的强度、塑性和韧性，可以铸成各种形状、尺寸和质量的铸钢件。
(4)铸铁的分类和牌号表示方法。
大部分机械设备的箱体、壳体、机座、支架和受力不大的零件多用铸铁制造。某些承受冲击不大的重要零件，如小型柴油机的曲轴，多用球墨铸铁制造。其原因是铸铁价廉，切削性能和铸造性能优良，有利于节约材料，减少机械加工工时，且有必要的强度和某些优良性能，如高的耐磨性、吸震性和低的缺口敏感性等。
1)铸铁的分类。
按照石墨的形状特征，铸铁可分为灰口铸铁(石墨成片状)、球墨铸铁(石墨成球状)和可锻铸铁(石墨成团絮状)三大类。
按照铸铁成分中是否含有合金元素，可分为一般铸铁和合金铸铁两大类。一般铸铁可分为普通铸铁和变质(孕育)铸铁。
2)铸铁牌号的表示方法：
①用各种铸铁相应汉语拼音字母的第一个大写字母作为铸铁的代号，当两种铸铁名称的代号字母相同时，可在大写字母后加小写字母表示。
②在牌号中一般不标注常规元素C.Si、Mn、S和P的符号，但当它们有特殊作用时才标注其元素符号和含量。
③牌号中代号后面的一组数字表示抗拉强度值(如灰口铸铁HT100)，有两组数字时，第一组数字表示抗拉强度值，第二组数字表示伸长率值(如球墨铸铁QT400-18)，两组数字之间用“-” 隔开。
3)工程中常用铸铁的性能和特点：
①灰口铸铁。基体可以是铁素体，珠光体或铁素体加珠光体，相当于钢的组织。
②球墨铸铁。球墨铸铁综合机械性能接近于钢。
可用球墨铸铁来代替钢制造某些重要零件，如曲轴、连杆和凸轮轴等。
③蠕墨铸铁。蠕墨铸铁的强度接近于球墨铸铁，并具有一定的韧性和较高的耐磨性;同时又有灰口铸铁良好的铸造性能和导热性。
蠕墨铸铁在生产中主要用于生产汽缸盖、汽缸套、钢锭模和液压阀等铸件。
④可锻铸铁。可锻铸铁可以部分代替碳钢。
⑤耐磨铸铁。耐磨铸铁是在磨粒磨损条件下工作的铸铁，应具有高而均匀的硬度。
⑥耐热铸铁。耐热铸铁是在高温下工作的铸件，如炉底板、换热器、钳锅、热处理炉内的运输链条等。
⑦耐蚀铸铁。耐蚀铸铁是主要用于化工部件，如阀门、管道、泵、容器等。
2013造价工程师《技术与计量》(安装)知识点四
非金属材料
非金属材料也是重要的工程材料。它包括耐火材料、耐火隔热材料、耐蚀(酸)非金属材料和陶瓷材料等。
1.耐火材料
能承受高温作用而不易损坏的材料，称为耐火材料。常用的耐火材料有耐火砌体材料、耐火水泥及耐火混凝土。
(1)耐火材料的主要性能指标：
l)耐火度
2)荷重软化温度。
3)高温化学稳定性。
4)抵抗温度变化的能力越好，则耐火材料在经受温度急剧变化时越不易损坏。
5)抗压强度要好。
6)密度和比热容。
7)热导率要小，隔热性能要好，电绝缘性能要好。
(2)耐火材料的分类：
l)耐火砌体材料。按材质高低，分为普通耐火材料和特种耐火材料;按耐火材料的主要化学成分分为粘土砖、高铝砖、硅砖、氧化铝砖、石墨和碳制品以及碳化硅制品等。
2)耐火水泥及混凝土。按照胶结料的不同，耐火混凝土分为水硬性耐火混凝土、火硬性耐火混凝土和气硬性耐火混凝土;按照密度的高低，可分为重质耐火混凝土和轻质耐火混凝土两类。
2、耐火隔热材料
耐火隔热材料，又称为耐热保温材料。它是各种工业用炉(冶炼炉、加热炉、锅炉炉膛)的重要筑炉材料。常用的隔热材料有硅藻土、蛭石、玻璃纤维(又称矿渣棉)、石棉，以及它们的制品如板、管、砖等。
(1)硅藻土耐火隔热保温材料。
硅藻土砖、板广泛用于电力、冶金、机械、化工、石油、金属冶炼电炉和硅酸盐等工业的各种热体表面及各种高温窑炉、锅炉、炉墙中层的保温绝热方面。硅藻土管广泛用于各种化工、石油、气体、液体高温过热管道及其他高温设备的保温绝热方面。
(2)硅酸铝耐火纤维。
硅酸铝耐火纤维是轻质耐火材料之一。硅酸铝耐火纤维及其制品(毡、板、砖、管等)和复合材料，广泛地用于冶金、机械、建筑、化工和陶瓷工业中的热力设备，如锅炉、加热炉和导管等的耐火隔热材料。
(3)微孔硅酸钙保温材料。
微孔硅酸钙保温材料制品可用于高温设备热力管道的保温隔热工程。
(4)矿渣棉制品。
矿渣棉制品可用作保温、隔热和吸音材料。
3.耐蚀(酸)非金属材料
常用的非金属耐蚀材料有铸石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等。
(1)铸石。
铸石具有极优良的耐磨与耐化学腐蚀性、绝缘性及较高的抗压性能。在各类酸碱设备中，其耐腐蚀性比不锈钢、橡胶、塑性材料及其他有色金属高得多，但铸石脆性大、承受冲击荷载的能力低。因此，在要求耐蚀、耐磨或高温条件下，当不受冲击震动时，铸石是钢铁(包括不锈钢)的理想代用材料
(2)石墨。
石墨材料在高温下有高的机械强度。石墨材料常用来制造传热设备。
石墨具有良好的化学稳定性。除了强氧化性的酸(如硝酸、铬酸、发烟硫酸和卤素)之外，在所有的化学介质中都很稳定，甚至在熔融的碱中亦稳定。
不透性石墨可作为耐腐蚀的非金属无机材料。
(3) 玻璃。
按形成玻璃的氧化物可分为：硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、硼酸盐玻璃和铝酸盐玻璃等，其中硅酸盐玻璃是应用最为广泛的玻璃品种。硅酸盐玻璃的化学稳定性很高，抗酸性强，组织紧密而不透水，但它若长期在某些介质作用下，也会受侵蚀。硅酸盐玻璃具有较好的光泽和透明度、化学稳定性和热稳定性好、机械强度高、硬度大和电绝缘性强，但不耐氢氟酸、热磷酸、热浓碱液的腐蚀。一般用作制造化学仪器和高级玻璃制品，无碱玻璃纤维。耐热用玻璃和绝缘材料等。
(4)天然耐蚀石料
花岗岩强度高，耐寒性好，但热稳定性较差;石英岩强度高，耐久性好，硬度高，难于加工;辉绿岩及玄武岩密度高、耐磨性好、脆性大、强度极高、加工较难;石灰岩热稳定性好，硬度较低。
(5)水玻璃型耐酸水泥。
水玻璃型耐酸水泥具有能抗大多数无机酸和有机酸腐蚀的能力，但不耐碱。水玻璃胶泥衬砌砖、板后必须进行酸化处理。
4.陶瓷材料
陶瓷材料有高温化学稳定性、超硬的特点和极好的耐腐蚀性能。
(1)陶瓷材料的分类。陶瓷一般分为普通陶瓷和新型陶瓷两大类。
(2)常用陶瓷材料。在工程中常用的陶瓷有电器绝缘陶瓷、化工陶瓷、结构陶瓷和耐酸陶瓷等。
2013造价工程师《技术与计量》(安装)知识点六
工程中常用塑料制品：
①热塑性塑料：
a、低密度聚乙烯(LDPE)。低密度聚乙烯具有质轻。吸湿性极小、良好的电绝缘性能好。延伸性和透明性强和较好的耐寒性和化学稳定性，但强度和耐环境老化性较差。它一般用作耐蚀材料、小载荷零件(齿轮、轴承)及一般电缆包皮和农用薄膜等。
b、高密度聚乙烯(HDPE)。高密度聚乙烯具有良好的耐热性和耐寒性，力学性能优于低密度聚乙烯，介电性能优良，但略低于低密度聚乙烯，耐磨性及化学稳定性良好，能耐多种酸、碱、盐类腐蚀，吸水性和水蒸汽渗透性很低，但耐老化性能较差，表面硬度高，尺寸稳定性好。它主要用于制作单口瓶、运输箱、安全帽、汽车零件、贮罐、电缆护套、压力管道及编织袋等。
c、聚丙烯(PP)。聚丙烯具有质轻，不吸水，介电性、化学稳定性和耐热性良好，力学性能优良，但是耐光性能差，易老化，低温韧性和染色性能不好。聚丙烯主要用于制作受热的电气绝缘零件、汽车零件、防腐包装材料以及耐腐蚀的(浓盐酸和浓硫酸除外)化工设备等。
例：树脂PP指的是( )。
A 聚氯乙烯
B 高密度聚乙烯
C 聚丙烯
D 聚苯乙烯
答案：C
d、聚氯乙烯(PVC)。硬聚氯乙烯塑料常被用来制作化工、纺织等工业的废气排污排毒塔，以及常用气体、液体输送管。软聚氯乙烯塑料常制成薄膜，用于工业包装等，但不能用来包装食品，因增塑剂或稳定剂有毒，能溶于油脂中，污染食品。
e、聚四氟乙烯(PTFE，F-4)。聚四氟乙烯俗称塑料王，具有非常优良的耐高、低温性能。几乎耐所有的化学药品，在浸蚀性极强的王水中煮沸也不起变化，摩擦系数极低。它也不粘，不吸水，电性能优异，是目前介电常数和介电损耗最小的固体绝缘材料。缺点是强度低，冷流性强。
f、聚苯乙烯(PS)。聚苯乙烯具有较大的刚度。聚苯乙烯比重小，常温下较透明，几乎不吸水，具有优良的耐蚀性，电阻高，是很好的隔热、防震、防潮和高频绝缘材料。缺点是耐冲击性差，不耐沸水，耐油性有限，但可改性。
g.聚碳酸酯(PC)。聚碳酸酯誉称“透明金属”，具有优良的综合性能，冲击韧性和延性在热塑性塑料中是最好的，弹性模量较高，不受温度的影响，抗蠕变性能好，尺寸稳定性高，透明度高，可染成各种颜色，吸水性小，绝缘性能优良。但自润滑性差，耐磨性低，不耐碱、氯化烃、酮和芳香烃腐蚀，长期浸在沸水中会发生水解或破裂，有应力开裂倾向，疲劳抗力较低。
h、ABS。普通ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物。综合机械性能良好，同时尺寸稳定，容易电镀和易于成形，耐热和耐蚀性较好，在一40℃的低温下仍有一定的机械强度。
i、聚酸胺(PA)。聚酷胺通称尼龙，这种热塑性塑料由二元胺与二元酸缩合而成，这是机械工业中应用较广的工程塑料。
j、单体浇注尼龙 6(MC)。单体浇注尼龙简称 MC尼龙。
k、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。俗称有机玻璃，缺点是表面硬度不高，易擦伤，由于导热性差和热膨胀系数大，易在表面或内部引起微裂纹，因而比较脆。此外，易溶于有机溶液中。
例：1、( )俗称塑料王。
A 高密度聚乙烯
B 聚四氟乙烯
C 聚氯乙烯
D 聚酰胺
答案：A
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