1、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2020202120222023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SiMn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
2、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
3、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
4、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轻金属:密度小于4500kg/m,如铝镁钾钠钙锶钡等重金属:密度大于4500kg/m,如铜镍钴铅锌锡锑铋镉汞等贵金属:如金银及铂族金属稀有轻金属,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
5、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
6、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
7、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:ACD2)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:D3)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