2016年二级建造师机电工程管理与实务李雪斌笔记

机电工程常用材料及工程设备2H311010机电工程常用材料2H311011金属材料的类型及应用分为：黑色金属有色金属知识点1：黑色金属材料广义的黑色金属除铁和铁为基的合金（钢、铸铁和铁合金）外，还包括锰、铬及合金。有色金属：铝及铝合金、铜及铜合金、钛及钛合金、镁及镁合金和镍及镍合金等。黑色金属材料又称钢铁材料；钢铁材料都是以铁和碳为主要元素组成的合金。知识点2：钢铁材料的分类（一）生铁碳的质量分数（ωc）＞2%的铁碳合金称为生铁。按用途分：炼钢生铁、铸造生铁。按化学成分分：普通生铁、特种生铁。（二）铸铁ωc＞2%（一般2.5%～3.5%）的铁碳合金。铸铁的流动性能好，所以适应于铸造工艺铸铁类型及应用：(1)按断口颜色分：灰铸铁、白口铸铁、麻口铸铁灰铸铁普遍应用于工业中，具有耐磨、吸震的金属特性。例如：低中参数汽轮机的低压缸和隔板。机床床身(2)按生产方法和组织性能分：普通灰铸铁、孕育铸铁、特殊性能铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、特殊性能铸铁。灰铸铁：耐磨、吸震的金属特性（三）钢ωc≤2%铁碳合金1．按化学成分和性能分：碳素结构钢、合金结构钢，特殊性能低合金高强度钢。它们主要用于：压力容器、高温和低温构件、耐腐蚀、耐磨及耐热构件、零部件、管道和锻件等。(1)碳素结构钢按其含碳量的不同分低碳钢(ωc≤0.25%)中碳钢（ωc0.25%～0.60%）高碳钢（ωc0.60%）按照碳素钢屈服强度的下限值分，其对应的牌号为Q195、Q215、A235、Q255和Q275等。Q：屈服强度，数字：屈服强度的下限值（Mp）（2）合金结构钢按其合金元素的总含量分：低合金结构钢、中合金结构钢和高合金结构钢低合金结构钢最为常用按根据屈服强度划分Q345、Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620例如：1)某600MW超临界电站锅炉汽包----Q460型钢2)起重机制造--Q345型钢的特点：A.韧度好B.缺口敏感性(较碳素结构钢)大。缺口敏感性：由于存在缺口（切口、尖角、沟槽、横孔等截面急剧变化之处）所引起的局部应力集中导致其名义“强度”降低的程度。（2）合金结构钢A韧度好B缺口敏感性大例如：1)我国压力容器规范推荐使用的低合金高强度钢板16MnR、15MnVR、18MnMoNbR、13MnMoNbR。2)合成塔的筒体18MnMoNbR低合金高强度钢板进行热卷，并作热套，组成高压合成塔筒体。(3)特殊性能低合金高强度钢（特殊钢）主要包括：耐候钢、耐海水腐蚀钢、表面处理钢材、汽车冲压钢板、石油及天然气管线钢、工程机械用钢、可焊接高强度钢、钢筋钢、低温用钢以及钢轨钢。2．按钢的用途分类按钢的用途分为：结构钢、工具钢、特殊用钢、专用钢、铸钢、锻钢、热轧钢、冷轧钢、冷拔钢。（四）钢材按使用划分：型材、板材、管材、线材、钢制品。1．型材圆钢、方钢、扁钢、H型钢、角钢、工字钢、T型钢、槽钢、钢轨。例如：1)电站锅炉钢架的立柱--H型钢(HK300b)2）炉膛内炉墙上的刚性梁---T字钢大型角钢：大型结构件：厂房、铁路、交通、桥梁、车辆、船舶。中型角钢：电力铁塔、井架小型角钢：设备制造、支架和框架2．板材钢带（带钢）；薄钢板(厚度在0.2～4mm)、厚钢板（厚度≥4mm）；中板（厚度在4～25mm）、厚板（厚度在25～60mm）、特厚板(厚度＞60mm)。例：碳素结构钢厚钢板（厚度≥4mm）焊接、铆接、栓接结构；如桥梁、船舶、管线、车辆和机械其中质量等级C、D属于优质碳素结构钢，主要用于对韧性和焊接性能要求较高的钢结构。例如：1）电站锅炉中的汽包2）中、低压锅炉的汽包材料常为专用的锅炉碳素钢；而高压锅炉的汽包材料常用低合金钢制造电站锅炉汽包锅炉中低压---碳素钢高压-----低合金钢制造3．管材普通无缝钢管、螺旋缝钢管、焊接钢管、无缝不锈钢管、高压无缝钢管。口诀：管高压罗汉不普通例如：1）锅炉水冷壁和省煤器:优质碳素钢管v低合金钢管(无缝钢管）2）过热器和再热器使用的无缝钢管根据不同壁温，采用15CrMo或12CrlMoV等钢材。流体输送用焊接钢管（镀锌和黑皮）主要用于输送水、煤气、天然气、空气、采暖蒸汽、污水，矿山、井下送风、排水，农业喷灌，深井水泵，潜水泵。无缝不锈钢管焊接钢管4．钢制品焊条、管件、阀门(1)焊条:酸性焊条、碱性焊条、结构钢焊条、不锈钢焊条、铸铁焊条、低温钢焊条。(2)管件：法兰、弯头、三通、四通、变径、钢制活接头、管接头、封头、盲板。(3)阀门根据工作压力、温度、介质状况、阀体、阀芯、密封垫材质不同及构造形式可以分为许多种类型。管道工程常用阀门大类上可以分为:闸阀、截止阀、球阀、针形阀、蝶阀、止回阀、调节阀、角阀、减压阀、安全阀、旋塞、柱塞阀、隔膜阀、浮球阀、疏水器。知识点3：黑色金属的分类及性能及应用二、有色金属铝、铜、钛、镁、镍和轴承合金。应用：机械、仪器仪表、飞机制造。知识点4：种类与性能（一）铝及铝合金1．纯铝(1)纯铝密度小，仅为铁的1／3导电性好，其磁化率极低，接近于非铁磁性材料。(2)纯铝按纯度分：高纯铝，工业纯铝。以纯度高低分别用于制作铝箔、包铝和电线、电缆、器皿、焊条、装饰材料、反光板、热交换器。2．铝合金(1)热处理后可显著提高强度(2)按成分和工艺特点不同分：变形铝合金、铸造铝合金（铸造性能极好）（二）铜及铜合金1．纯铜(1)常称紫铜，主要用于制作电导体及配制合金。纯铜、铜合金的导电、导热性很好，对大气和水的抗蚀能力很高。铜是抗磁性物质。根据杂质含量的不同，工业纯铜牌号分：T1、T2、T3、T4编号越大，纯度越低。T1导电材料和配高纯度合金。T2电力输送用导电材料，制作电线、电缆。T3、T4电机、电工器材、电气开关、垫圈、铆钉、油管。2．铜合金铜中加入合金元素后，可获得较高的强度和硬度，同时保持纯铜的某些优良性能。分：黄铜、青铜，白铜(1)黄铜加锌为主要合金元素的铜合金分：普通黄铜复杂黄铜复杂黄铜：铅黄铜、锡黄铜、铝黄铜(2)青铜含铝、硅、铅、铍、锰等的铜基合金习惯称为青铜，包括有锡青铜、铝青铜、铍青铜。(3)白铜+镍为主要合金元素的铜合金。制造船舶仪器零件、化工机械零件及医疗器械锰含量高的锰白铜可制作热电偶丝。（三）钛及钛合金抗氧化能力优于大多数奥氏体不锈钢。(1)钛的熔点高，热膨胀系数小，导热性差。纯钛塑性好、强度低，容易加工成型，可制成细丝和薄片。(2)工业纯钛中含有氢、碳、氧、铁、镁等杂质元素，工业纯钛可制作在350℃以下工作、强度要求不高的零件。（四）镁及镁合金(1)纯镁的室温密度仅为1.74g／cm3，是所有金属结构材料中最低的。(2)镁合金按照形成的工艺特点不同分为：变形镁合金，铸造镁合金（五）镍及镍合金1．纯镍优异的耐腐蚀和抗高温氧化性能，工业纯镍有良好的强度和导电性，用于电子器件；同时由于其耐蚀性好，于食品加工设备。2．镍合金具有特殊物理性能分为：耐腐蚀镍合金、耐高温镍合金，功能镍合金船舶紧固件，航空发动机涡轮盘。知识点5：常用有色金属的应用重点掌握铝、铜、镍及其合金的应用2H311012非金属材料的类型及应用一、非金属材料的类型（一）高分子材料知识点6：分类是以高分子化合物为基材的一大类材料的总称按来源可分：天然高分子材料，合成高分子材料按特性可分：普通高分子材料和功能高分子材料按性能和用途分（最常用）：塑料、橡胶、纤维、胶粘剂、涂料，高分子基复合材料（轮胎）。1．塑料以树脂为主要成分，一般含有添加剂，在加工过程中能流动成型的材料。按物理化学性能可分为：热塑性塑料热固性塑料按用途可分：通用塑料工程塑料。(1)通用塑料用量大、用途广、成型性好、价格低廉包括：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、酚醛塑料和氨基塑料六大品种。1)聚乙烯(PE)按生产方式不同可分：高压、中压和低压聚乙烯三类例如：低压聚乙烯(＜5MPa)常用于制造容器、通用机械零件、管道和绝缘材料2)聚丙烯(PP)强度、硬度、刚度和耐热性（150℃不变形）均优于低压聚乙烯，用于制造容器、贮罐、阀门。3)聚氯乙烯(PVC)强度、刚度比聚乙烯好。例如：a）硬质聚氯乙烯可制作化工耐蚀的结构材料及管道、电绝缘材料。b）软质聚氯乙烯用于电线电缆的套管(穿线管)、密封件。4)聚苯乙烯(PS)良好的刚性材料，但质脆而硬，主要用来生产注塑产品，制作仪表透明罩板、外壳。(2)工程塑料指有良好的力学性能和尺寸稳定性，可作为工程结构的塑料；工程塑料包括：ABS塑料、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛等。1)ABS塑料机器零件、各种仪表的外壳、设备衬里（车内衬板）2)聚酰胺(PA)常用于代替铜及其他有色金属制作机械、化工、电器零件，如齿轮、轴承、油管、密封圈（汽车刹车系统）。3)聚碳酸酯(PC)用于机械、电气部门，如机械行业中的轴承、齿轮、蜗轮、蜗杆等传动零件；电气行业中高绝缘的垫圈、垫片、电容器（汽车大灯罩）。例如，水管--聚氯乙烯燃气管---中、高密度聚乙烯热水管---氯化聚氯乙烯或聚1-丁烯泡沫塑料热导率极低，相对密度小，作屋顶，外墙隔热保温材料（冷库中用得多）。2．橡胶按性能和用途可分为：通用橡胶特种橡胶(1)通用橡胶物理性能和加工性能较好，用于制造软管、密封件、传送带等一般橡胶制品的橡胶。如：天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶。(2)特种橡胶具有特殊性能，专供耐热、耐寒、耐化学腐蚀、耐油、耐溶剂、耐辐射等特殊性能要求使用的橡胶。如：硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶、丁腈（jing）橡胶3．涂料——特性及分类指涂敷于物体表面，能与基体材料很好粘结并形成完整而坚韧保护膜的物料。按其是否有颜色可分为：清漆色漆；按涂膜的特殊功能可分：绝缘漆、防锈漆、防腐蚀漆知识点7：高分子非金属材料在工程中的应用，重点掌握塑料及橡胶（二）无机非金属材料知识点8：无机非金属材料的分类除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。1．普通（传统）的非金属材料指以硅酸盐为主要成分的材料并包括一些生产工艺相近的非硅酸盐材料。例如：碳化硅、氧化铝陶瓷、硼酸盐、硫化物玻璃，镁质、铬镁质耐火材料和碳素材料。2．特种（新型）的无机非金属材料指用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物以及各种无机非金属化合物经特殊的先进工艺制成的材料。例如：压电、铁电、导体、半导体、磁性、超硬、高强度、超高温、生物工程材料及无机复合材料。二、机电工程中常用的非金属材料使用范围知识点9：无机非金属材料的应用（一）砌筑材料（炉窑砌筑工程）常用的砌筑材料包括：耐火黏土砖、普通用高锅砖、轻质耐火砖、耐火水泥、硅藻土质隔热材料、轻质黏土砖、石棉绒（优质）、石棉水泥板、矿渣棉、蛭石和浮石。（二）绝热材料（机械设备及管道的绝热工程）通常有：膨胀珍珠岩类、离心玻璃棉类、超细玻璃棉类、微孔硅酸壳、矿棉类、岩棉类、泡沫塑料类等；常用于保温、保冷的各类容器、管道、通风空调管道等绝热工程。（三）防腐材料及制品（用于机械设备和管道的防腐工程）可分为：高分子材料、无机非金属材料、复合材料和涂料等；常用防腐材料有：(1)陶瓷制品：管件、阀门、管材、泵用零件、轴承等。主要用于防腐蚀工程中。(2)油漆及涂料：无机富锌漆、防锈底漆广泛用于设备管道工程中。例:清漆、冷固环氧树脂漆、环氧呋喃树脂漆、酚醛树脂漆。(3)塑料制品聚氯乙烯、聚乙烯、聚四氟乙烯等，用于建筑管道、电线导管、化工耐腐蚀零件及热交换器(4)橡胶制品：天然橡胶、氯化橡胶、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、丁苯橡胶、丁酯橡胶等，用于密封件、衬板、衬里(5)玻璃钢及其制品：用于石油化工耐腐蚀耐压容器及管道(冷却塔)（四）非金属风管用于通风与空调工程的风管的制备材料非金属风管材料有：酚醛复合板材，聚氨酯复合板材,玻璃纤维复合板材，无机玻璃钢板材，硬聚氯乙烯板材例如：复合风管:1）玻璃纤维--低中压空调系统+相对湿度90％以下。2）酚醛---低、中压空调系统+潮湿环境。3）聚氨酯---低、中、高压洁净空调系统+潮湿环境。4）硬聚氯乙烯风管---洁净室含酸碱的排风系统。（五）塑料及复合材料水管(1)聚乙烯塑料管：无毒，可用于输送生活用水常使用低密度聚乙烯水管（塑料自来水管)(