第一章 安裝工程材料

　　考綱要求

　　1. 熟悉安裝工程材料的分類﹑性能和用途;

　　2. 掌握型材﹑板材﹑管材、線材的種類﹑性能和使用;

　　3. 掌握常用管件﹑附件的種類﹑性能和使用;

　　4. 熟悉防腐﹑絕熱材料的種類﹑性能和使用。

　　第一節 工程材料

　　一、工程材料及其分類

　　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成分分為金屬材料、非金屬材料、高分子材料和復合材料四大類。

　　(一)金屬材料

　　金屬材料是最重要的工程材料，包括金屬和以金屬為基的合金。工業上把金屬和其合金分為兩大部分：

　　1.黑色金屬材料

　　鐵和以鐵為基的合金(鋼、鑄鐵和鐵合金)。

　　2.有色金屬材料

　　黑色金屬以外的所有金屬及其合金。

　　有色金屬按照性能和特點可分為：輕金屬、易熔金屬、難熔金屬、貴金屬、稀土金屬和堿土金屬。

　　(二)非金屬材料

　　它包括耐火材料、耐火隔熱材料、耐蝕(酸)非金屬材料和陶瓷材料等。

　　(三)高分子材料

　　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良性能。

　　高分子材料種類很多，工程上通常根據機械性能和使用狀態將其分為三大類：塑料、橡膠、合成纖維。

　　(四)復合材料

　　復合材料就是用兩種或兩種以上不同材料組合的材料，其性能是其它單質材料所不具備的。復合材料可以由各種不同種類的材料復合組成。它在強度、剛度和耐蝕性方面比單純的金屬、陶瓷和聚合物都優越。

　　二、常用工程材料

　　(一)金屬材料

　　1.黑色金屬

　　黑色金屬一般是指鋼鐵材料，是以鐵為基的合金。

　　--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。工程實際中用的鋼和鑄鐵除含鐵、碳以外，還含有其它元素，

　　--一類是雜質元素，如硫、磷、氫等;

　　--另一類是根據使用性能和工藝性能的需要，有意加入的合金元素，常見有鉻、鎳、錳和鈦等，鐵碳合金中加入上述元素就成了合金鋼或合金鑄鐵。

　　(1)鋼及其合金的分類和牌號表示方法

　　鋼中主要化學元素為鐵，另外還含有少量的碳、硅、錳、硫、磷、氧和氮等。

　　--鋼中碳的含量對鋼的性質有決定性影響;

　　含碳量低，鋼的強度較低，但塑性大，延伸率和沖擊韌性高，鋼質較軟，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;

　　--硫、磷為鋼中有害元素，含量稍多會嚴重影響鋼的塑性和韌性;

　　磷使鋼顯著產生冷脆性;

　　硫則產生熱脆性;

　　--硅、錳為有益元素，它們能使鋼材強度、硬度提高，而塑性、韌性不顯著降低。

　　鋼的力學性能(如抗拉強度、屈服強度、伸長率、沖擊韌度和硬度等)取決于鋼的化學成分和金相組織。

　　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。

　　1) 鋼的分類。

　　我國鋼的分類標準(GB/T13304-1991)是參照國際標準ISO4948/1和ISO4948/2鋼分類而制訂的。(圖1.1.1 鋼的分類圖)

　　2)鋼牌號的表示方法。

　　按照國家標準《鋼鐵產品牌號表示方法》(GB/T221-2000)中規定，我國鋼鐵產品牌號采用漢語拼音字母、化學符號和阿拉伯數字相結合的表示方法，即：

　　① 牌號中化學元素采用國際化學元素表示。

　　② 產品名稱、用途、特性和工藝方法等，通常采用代表該產品漢字的漢語拼音的縮寫字母表示。

　　③ 鋼鐵產品中的主要化學元素含量(%)采用阿拉伯數字表示。

　　碳素結構鋼牌號由代表屈服點的字母"Q"、屈服點等級、質量等級和脫氧程度等四部分按順序組成。

　　--屈服點數值共分為Q195、Q215、Q235、Q255和Q275N/mm2五種;

　　--質量等級以硫、磷雜質含量多少，分別用A、B、C、D符號表示;

　　--脫氧程度如上所述，Z和TZ在表示鋼的牌號時可以省略。如Q235-AF表示屈服點為235N/mm2、質量等級為A的沸騰鋼。

　　優質碳素鋼的牌號以兩位數字表示，數字代表含碳量的百分之幾(以0.01%為單位)，--如鋼號為20，表示平均含碳量為0.20%的優質碳素鋼;鋼號為45，表示平均含碳

　　量為0.45%的優質碳素鋼。

　　低合金高強度結構鋼原名為普通低合金鋼。

　　--低合金高強度結構鋼以屈服點等級為主，劃分成五個牌號，其表示方法如下：

　　屈服點等級加質量等級：

　　屈服點等級：Q295、Q345、Q390、Q420和Q460;

　　質量等級：E、D、C、B、A。

　　--由于合金元素的強化作用，使低合金結構鋼不但具有較高的強度，且具有較好的塑性、韌性和可焊性。低合金高強度結構鋼主要用于焊接結構，其制造工藝主要是冷、熱壓力加工和焊接。

　　合金結構鋼的牌號按下列規則編制。

　　--用兩位阿拉伯數字數字表示平均含碳量(以萬分之幾計)，放在牌號頭部。

　　合金元素含量為1.50%~2.49%、2.50%~3.49%、3.50%~4.49%、4.50%~5.49%、…… 時，相應地注為2、3、4、5……;

　　平均合金含量<1.5%者，在牌號中只標出元素符號，不注其含量;

　　如30CrMnSi表示碳、鉻、錳、硅平均含量分別為0.30%、0.95%、0.85%、1.05%的合金結構鋼。

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