01-第1章-1.1-机电工程常用材料（一）(1).docx

一级建造师 机电工程管理与实务 课程精讲班 第1篇 机电工程技术 第1章 机电工程常用材料与设备 考点 2020 2021 2022 2023 材料 √ √ √ √ 设备 √ √ √ √ 1.1 机电工程常用材料 1.1.1 金属材料的分类及应用 知识点一､金属材料 1､黑色金属材料分类 (1)黑色金属(钢铁材料)包括:纯铁､铸铁､碳素钢(非合金钢)和合金钢｡广义的黑色金属还包括铬､锰及其他合金｡ (2)铸铁和钢都是铁和碳的合金,其区别是含碳量和内部组织结构不同｡ (3)工业用钢按化学成分可分为碳素钢和合金钢两大类｡ (4)除碳以外,铸铁还含有较多的Si､Mn和其他一些杂质元素｡ 2.黑色金属材料的应用 1)碳素钢(非合金钢) (1)碳素结构钢｡可分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢两类｡ (2)优质碳素钢｡ (3)碳素工具钢｡用于制作刃具､模具和量具的碳素钢｡ (4)易切削结构钢｡ (5)工程用铸造碳钢｡ 2)低合金钢 (1)低合金高强度结构钢｡ (2)低合金耐热钢｡ 3)合金钢 (1)工程结构用合金钢:工程和建筑结构用的合金钢,包括可焊接的高强度合金结构钢､合金钢筋钢､铁道用合金钢､地质石油钻探用合金钢､压力容器用合金钢､高锰耐磨钢｡ (2)机械结构用合金钢:主要包括合金结构钢/弹簧钢｡ (3)轴承钢:用来制造轴承的钢｡ (4)合金工具钢与高速钢:通常用作高速切削工具,简称高速钢｡ (5)不锈钢与耐热钢 通常称耐大气､蒸汽和水等弱腐蚀性介质腐蚀的钢为不锈钢｡称耐酸､碱､盐等化学浸蚀性介质腐蚀的钢为耐酸钢｡因此习惯上将不锈耐酸钢简称为不锈钢｡不锈钢并不一定耐酸,而耐酸钢也并非一定耐锈｡ (6)特殊物理性能钢 (7)铸造合金钢 4)铸铁 (1)根据碳在铸铁中存在形式的不同,铸铁可分为:白口铸铁､灰口铸铁和麻口铸铁｡ (2)根据铸铁中石墨形态不同,铸铁可分为普通灰铸铁､可锻铸铁､球墨铸铁､蠕墨铸铁｡ (3)根据铸铁中金属元素的不同可分为普通铸铁和合金铸铁｡ 3､有色金属及合金材料的分类 (1)狭义的有色金属又称非铁金属,是铁､锰､铬以外的所有金属的统称｡广义的有色金属还包括有色合金｡ (2)有色合金是以一种有色金属为基体(通常大于50%),加入一种或几种其他元素而构成的合金｡有色金属通常指除去铁(有时也除去锰和铬)和铁基合金以外的所有金属｡ (3)有色合金的强度和硬度一般比纯金属高,电阻比纯金属大､电阻温度系数小,具有良好的综合机械性能｡ (4)常用的有色合金:铝合金､铜合金､镁合金､镍合金､锡合金､钽合金､钛合金､锌合金､钼合金､锆合金等｡ (5)有色金属可分为重金属､轻金属､贵金属及稀有金属｡ ①轻金属:密度小于4500kg/m³,如铝､镁､钾､钠､钙､锶､钡等｡ ②重金属:密度大于4500kg/m³,如铜､镍､钴､铅､锌､锡､锑､铋､镉､汞等｡ ③贵金属:如金､银及铂族金属｡ ④稀有轻金属,如锂､铷､铯等; 稀有难熔金属,如钛､锆､钼､钨等; 稀有分散金属,如镓､铟､锗等; 稀土金属,如钪､钇､镧系金属; 放射性金属,如镭､钫､钋及阿系元素中的铀､钛等｡ 4､有色金属及合金材料的应用 1)铝合金 (2)有较高的强度,比强度接近高合金钢,比刚度超过钢,有良好的铸造性能和塑性加工性能,良好的导电､导热性能,良好的耐蚀性和可焊性,可作结构材料使用,在航天､航空､交通运输､建筑､机电､轻化和日用品中有着广泛的应用｡ (3)铝合金按其成分和加工方法又分为变形铝合金和铸造铝合金｡ 2)铜合金 按合金成分划分,可分为非合金铜和合金铜｡ 按功能特性划分,有导电导热用铜合金､结构用铜合金等｡ 按材料形成方法划分,可分为铸造铜合金和变形铜合金｡ (2)黄铜 黄铜是由铜和锌所组成的合金｡只是由铜､锌二元合金组成的黄铜称作普通黄铜或称简单黄铜｡三元以上合金组成的黄铜称特殊黄铜或称复杂黄铜｡压力加工用的黄铜称为变形黄铜｡特殊黄铜又叫特种黄铜,它强度高､硬度大､耐化学腐蚀性强｡ (3)青铜 青铜是以锡为主要添加元素的铜合金｡除黄铜､白铜以外的铜合金均称为青铜｡ (4)白铜 白铜是以镍为主要添加元素的铜合金｡铜镍二元合金称普通白铜;加有锰､铁､锌､铝等元素的白铜合金称复杂白铜｡ 3)锌的特性及应用 (1)锌的特性 金属锌具有良好的压延性､耐磨性､抗腐蚀性､铸造性,且有很好的常温机械性｡ (2)镀锌:起到美观､防锈等作用的表面处理技术｡ (3)锌合金:其强度和硬度均大为提高,其抗蠕变性能也大幅度被提高｡ 锌可以用来制作电池｡锌具有良好的抗电磁场性能,在射频干扰的场合,锌板是一种非常有效的屏蔽材料,同时由于锌是非磁性的,适合做仪器仪表零件及仪表壳体和钱币,另外,锌自身及与其他金属碰撞不会发生火花,适合做井下防爆器材｡ 5､常用金属复合材料的类型及应用 1)金属基复合材料的类型及应用 按用途 结构复合材料与功能复合材料 按增强材料形态 纤维增强、颗粒增强和晶须增强金属基复合材料 按金属基体 铝基、钛基、镍基、镁基、耐热金属基 按增强材料 玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、石棉纤维、金属丝等 (2)金属基复合材料的应用 金属基复合材料具有高比强度､高比模量､尺寸稳定性､耐热性等主要性能特点｡ 【例-多选题】金属基复合材料的主要性能特点包括( )｡ A.耐热性 B.耐腐蚀性 C.高比强度 D.高比模量 E.高阻尼性 答案:ACD 2)金属层状复合材料的分类及应用 1.金属层状复合材料的分类 包括钛钢､铝钢､铜钢､钛不锈钢､镍不锈钢､不锈钢碳钢等复合材料｡ 2.金属层状复合材料的应用 具有耐腐蚀､耐高温､耐磨损､导热导电性好､阻尼减振､电磁屏蔽,且制造成本低等特点｡ 【例-单选题】下列不属于金属层状复合材料的特点的是( )｡ A.阻尼减振 B.耐腐蚀 C.电磁屏蔽 D.尺寸稳定 答案:D 3)金属与非金属复合材料的特点及应用 特点 用途 钢塑复合管 既有钢管的强度和刚度，又有塑料管的耐化学腐蚀，具有无污染、不混生细菌、内壁光滑、不积垢、水阻小、施工方便、成本低等优点。 广泛应用于石油、化工、建筑、通信、电力和地下输气管道等领域。 铝塑复合管 有与金属管材相当的强度，具有电屏蔽和磁屏蔽作用、隔热保温性好、重量轻、寿命长、施工方便、成本低等优点。 广泛应用于建筑、工业等机电工程中。 【例-多选题】下列属于铝塑复合管优点的是( )｡ A.耐化学腐蚀 B.电屏蔽 C.内壁光滑水阻小 D.隔热保温好 E.施工方便成本低 答案:BDE