2017年造價師《安裝計量》章節(jié)講義:第一章第一節(jié)
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第一章 安裝工程材料
第一節(jié) 建設(shè)工程材料
工程材料及其分類(熟悉)
工程材料有各種不同的分類方法。一般都將工程材料按化學(xué)成分分為金屬材料、非金屬材料、高分子材料和復(fù)合材料四大類。
工業(yè)上把金屬和其合金分為兩大部分:黑色金屬材料【鐵和以鐵為基的合金(鋼、鑄鐵和鐵合金)】和有色金屬材料【黑色金屬以外的所有金屬及其合金】。
非金屬材料包括耐火材料、耐火隔熱材料、耐蝕(酸)非金屬材料和陶瓷材料等。
高分子材料為有機合成材料,也稱聚合物。它具有較高的強度、良好的塑性、較強的耐腐蝕性能,很好的絕緣性和重量輕等優(yōu)良性能。工程上通常根據(jù)機械性能和使用狀態(tài)將其分為塑料、橡膠和合成纖維三大類。
復(fù)合材料就是用兩種或兩種以上不同材料組合的材料。
(一)金屬材料
1.黑色金屬
關(guān)鍵知識點一:鋼及其合金的特性、用途(注意對比區(qū)分)
鋼是以鐵為基的合金,鋼中主要化學(xué)元素為鐵,另外還含有少量的碳、硅、錳、硫、磷、氧和氮等,這些少量元素對鋼材性質(zhì)影響很大。
含碳量小于2.11%(重量)的合金稱為鋼;而含碳量大于2.11%(重量)的合金稱為生鐵。鋼中含碳量對鋼的性質(zhì)有決定性影響,含碳量低,鋼的強度低、塑性大、延伸率和沖擊韌性高,鋼質(zhì)較軟,易于冷加工、切削和焊接;含碳量高,鋼的強度高、塑性小、硬度大、性脆和不易加工2017年造價師《安裝計量》章節(jié)講義:第一章第一節(jié)。(以前考過)
(1)鋼及其合金的分類和牌號表示方法
鋼的力學(xué)性能(如抗拉強度、屈服強度、伸長率、沖擊韌度和硬度等)決定于鋼的成分和金相組織。鋼的成分一定時,其金相組織主要決定于鋼的熱處理,如退火、正火、淬火加回火等,其中淬火加回火的影響最大。(以前考過)
1)鋼的分類。
2)鋼牌號的表示方法。
我國鋼鐵產(chǎn)品牌號采用漢語拼音字母、化學(xué)符號和阿拉伯數(shù)字相結(jié)合的表示方法,即:
①牌號中化學(xué)元素采用國際化學(xué)元素表示。
②產(chǎn)品名稱、用途、特性和工藝方法等,通常采用代表該產(chǎn)品漢字的漢語拼音的縮寫字母表示。
?、垆撹F產(chǎn)品中的主要化學(xué)元素含量(%)采用阿拉伯數(shù)字表示。
碳素結(jié)構(gòu)鋼“Q”——屈服點字母,屈服點數(shù)值共分為Q195、Q215、Q235、Q255和Q275N/mm2五種。
Q195鋼強度不高,塑性、韌性、加工性能與焊接性能較好,主要用于軋制薄板和盤條;
Q215鋼大量用作管坯、螺栓;
Q235鋼強度適中,具有良好的承載性,又具有較好的塑性、韌性、可焊性、加工性,是鋼結(jié)構(gòu)常用的牌號,大量用來制成鋼筋、型鋼和鋼板;
3)工程中常用鋼及其合金的性能和特點
①碳素結(jié)構(gòu)鋼
碳素結(jié)構(gòu)鋼生產(chǎn)工藝簡單,有良好的工藝性能(如焊接性能、壓力加工性能等)、必要的韌性、良好的塑性以及價廉和易于大量供應(yīng),通常在熱軋后使用。在橋梁、建筑、船舶上獲得了極廣泛的應(yīng)用。
?、趦?yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。與普通碳素結(jié)構(gòu)鋼相比,優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼塑性和韌性較強高,并可通過熱處理強化,多用于較重要的零件,是廣泛應(yīng)用的機械制造用鋼。
?、鄣秃辖鸶邚姸冉Y(jié)構(gòu)鋼。低合金高強度結(jié)構(gòu)鋼比碳素結(jié)構(gòu)鋼具有較高的韌性,同時有良好的焊接性能、冷熱壓力加工性能和耐蝕性,部分鋼種還具有較低的脆性轉(zhuǎn)變溫度。
④合金結(jié)構(gòu)鋼。合金結(jié)構(gòu)鋼是在優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上加入適量的一種或數(shù)種合金元素而形成的,它的綜合力學(xué)性能優(yōu)于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。合金結(jié)構(gòu)鋼是合金鋼中用量最多的一類鋼,廣泛用于制造各種要求韌性高的重要機械零件和構(gòu)件。
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?、莶讳P(耐酸)鋼。——重點
按不銹鋼使用狀態(tài)的金相組織,可分為鐵素體、馬氏體、奧氏體、鐵素體加奧氏體和沉淀硬化型不銹鋼五類。各類不銹鋼的特點如下:
a.鐵素體型不銹鋼。鉻是鐵素體型不銹鋼中的主要合金元素,通常含鉻量的質(zhì)量分數(shù)大于或等于13.00%,不含鎳。
b.馬氏體型不銹鋼。鉻是鋼中的主要合金元素,鋼在淬火—回火狀態(tài)使用有較高屈服強度、硬度和耐磨度,常用在弱腐蝕性介質(zhì),如海水、淡水和水蒸氣等中,使用溫度小于或等于580℃,通常作為受力較大的零件和工具的制作材料,由于此鋼焊接性能不好,故一般不用作焊接件。
c.奧氏體型不銹鋼。鋼中主要合金元素為鉻和鎳,其次是鈦、鈮、鉬、氮和錳等。
此鋼具有奧氏體組織,具有高的韌性、低的脆性轉(zhuǎn)變溫度、良好的耐蝕性和高溫強度、較好的抗氧化性以及良好的壓力加工和焊接性能。但屈服強度低,且不能采用熱處理方法強化,而只能進行冷變形強化。
鑄鐵是碳含量大于2.11%的鐵碳合金,并且還含有較多量的硅、錳、硫和磷等元素。它具有生產(chǎn)設(shè)備和工藝簡單、價格便宜等優(yōu)點。大部分機械設(shè)備的箱體、殼體、機座、支架和受力不大的零件多用鑄鐵制造。某些承受沖擊不大的重要零件,如小型柴油機的曲軸,多用球墨鑄鐵制造。其原因是鑄鐵價廉,切削性能和鑄造性能優(yōu)良,有利于節(jié)約材料,減少機械加工工時,且有必要的強度和某些優(yōu)良性能,如高的耐磨性、吸振性和低的缺口敏感性等。
1)鑄鐵的分類。
鑄鐵是鐵碳合金的一種,與鋼相比,其成分特點是碳、硅含量高,雜質(zhì)含量也較高。但是,雜質(zhì)在鋼和鑄鐵中的作用完全不同,如磷在耐磨磷鑄鐵中是提高其耐磨性的主要合金元素,錳、硅都是鑄鐵中的重要元素,唯一有害的元素是硫。
鑄鐵的組織特點是含有石墨。鑄鐵的韌性和塑性,主要決定于石墨的數(shù)量、形狀、大小和分布,其中石墨形狀的影響最大。鑄鐵的其他性能也與石墨密切相關(guān),基體組織是影響鑄鐵硬度、抗壓強度和耐磨性的主要因素。
按照石墨的形狀特征,鑄鐵可分為灰口鑄鐵(石墨成片狀)、球墨鑄鐵(石墨成球狀) 和可鍛鑄鐵(石墨團絮狀)三大類。
按照鑄鐵成分中是否含有合金元素,可分為一般鑄鐵和合金鑄鐵兩大類。一般鑄鐵可分為普通鑄鐵和變質(zhì)(孕育)鑄鐵。
2)鑄鐵牌號的表示方法。
?、儆酶鞣N鑄鐵相應(yīng)漢語拼音字母的第一個大寫字母作為鑄鐵的代號,當兩種鑄鐵名稱的代號字母相同時,可在大寫字母后加小寫字母表示。同一名稱鑄鐵需要細分時,取其細分特點的漢語拼音字母第一個大寫字母排在后面。
?、谠谂铺栔幸话悴粯俗⒊R?guī)元素碳、硅、錳、硫和磷的符號,但當它們有特殊作用時才標注其元素符號和含量。合金元素的質(zhì)量分數(shù)大于或等于1.0%時,用整數(shù)表示;小于1.0%時,一般不標注。
③牌號中代號后面的一組數(shù)字表示其抗拉強度值(如灰鑄鐵HT100),有兩組數(shù)字時,第一組數(shù)字表示抗拉強度值,第二組數(shù)字表示伸長率值(如球墨鑄鐵QT400—18),兩組數(shù)字之間用“—”隔開。
3)工程中常用鑄鐵的性能和特點。
?、倩铱阼T鐵?;铱阼T鐵的組織由石墨和基體兩部分組成?;w可以是鐵素體、珠光體或鐵素體加珠光體,相當于鋼的組織。因此鑄鐵的組織可以看成是鋼基體上分布著石墨。
灰口鑄鐵包括普通灰口鑄鐵和孕育鑄鐵兩種?;铱阼T鐵價格便宜、應(yīng)用最廣泛,在各類鑄鐵的總產(chǎn)量中,灰口鑄鐵占80.0%以上。影響灰口鑄鐵組織和性能的因素主要是化學(xué)成分和冷卻速度。
②球墨鑄鐵。其綜合機械性能接近于鋼,因鑄造性能很好、成本低廉、生產(chǎn)方便,在工業(yè)中得到了廣泛的應(yīng)用。
球墨鑄鐵的成分要求比較嚴格,與灰口鑄鐵相比,它的含碳量較高,通常在4.5%~4.7%范圍內(nèi)變動,以利于石墨球化。
球墨鑄鐵的抗拉強度遠遠超過灰口鑄鐵,而與鋼相當。因此對于承受靜載的零件,使用球墨鑄鐵比鑄鋼還節(jié)省材料,而且重量更輕。不同基體的球墨鑄鐵,性能差別很大,球墨鑄鐵具有較好的疲勞強度,實驗表明,球墨鑄鐵的扭轉(zhuǎn)疲勞強度甚至超過45號鋼。在實際應(yīng)用中,大多數(shù)承受動載的零件是帶孔或帶臺肩的,因此用球墨鑄鐵來代替鋼制造某些重要零件,如曲軸、連桿和凸輪軸等2017年造價師《安裝計量》章節(jié)講義:第一章第一節(jié)。
?、廴淠T鐵。它的強度接近于球墨鑄鐵,并具有一定的韌性和較高的耐磨性;同時又有灰口鑄鐵良好的鑄造性能和導(dǎo)熱性。
?、芸慑戣T鐵??慑戣T鐵是由白口鑄鐵通過退火處理得到的一種高強鑄鐵。它有較高的強度、塑性和沖擊韌性,可以部分代替碳鋼。
?、菽湍ヨT鐵。
?、弈蜔徼T鐵。
?、吣臀g鑄鐵。
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