2018年造价工程师备考计量安装教材第一轮基础精讲班考点重点知识总结

第一章安装工程材料

主要内容

1.建设工程材料

2.安装工程常用材料

3.安装工程常用管件和附件

4.常用电气和通信材料

考纲要求

1.工程材料的分类、性能和用途；

2.型材、板材、管材和焊接常用材料的种类、性能和用途；

3.防腐、绝热和耐火主要材料的种类、性能和适用范围；

4.常用管件、法兰、阀门及其他附件的种类、性能和适用范围;

5.常用电气、有线通信材料及器材的种类、性能和用途。

第一节建设工程材料

表1.1.1常用的工程材料分类【重要】

黑色金属铁、碳素钢、合金钢

金属材料

有色金属铝、铅、铜、镁和锲等及其合金

耐火材料耐火砌体材料、耐火水泥及耐火混凝土

耐火隔热材料硅藻土、蛭石、玻璃纤维（又称矿渣棉）、石棉制品

1无机非1

耐蚀（酸）非

金属材料1铸石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等

非金属材料金属材料

陶瓷材料电器绝缘陶瓷、化工陶瓷、结构陶瓷和耐酸陶瓷等

橡胶天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶等

塑料聚四氟乙烯、ABS、聚丙烯、聚飒和聚乙烯等

合成纤维聚酯纤维和聚酰胺纤维等

无机-有机材料玻璃纤维增强塑料、聚合物混凝土、沥青混凝土等

复合材料非金属-金属材料钢筋混凝土、钢丝网水泥、塑铝复合管、铝箔面油毡等

其他复合材料水泥石棉制品、不锈钢包覆钢板等

一、金属材料

金属材料是最重要的工程材料，包括金属和以金属为基的合金。工业上把金属及其合金分为黑色

金属材料和有色金属材料两大部分。

（-）黑色金属

黑色金属材料一般是指铁和以铁为基的合金，即钢铁材料。

钢铁材料是工业中应用最广、用量最多的金属材料。含碳量小于2.11%（重量）的铁合金称为钢；

而含碳量大于2.11%（重量）的铁合金称为生铁。钢和铸铁中除了含铁、碳以外，还含有一些其他元

素，其中一类是杂质元素，如硫、磷、氧、氮等；另一类是根据使用性能和工艺性能的需要，在其生

产过程中适量添加的合金元素，常见有铭、像、镐和钛等，铁碳合金中加入这些合金元素就成为合金

钢或合金铸铁。

1.钢的分类和用途【重要】

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钢中主要化学元素为铁，另外还含有少量的碳、硅、锦、硫、磷、氧和氮等，这些少量元素对钢

的性质影响很大。I钢中碳的含量对钢的性质有决定性影响|,含碳量低的钢材强度较低，但塑性大，延

伸率和冲击韧性高，质地较软，易于冷加工、切削和焊接；含碳量高的钢材强度高（因吾被量超过L00%

时，钢材强度开始下降|）、塑性小、硬度大、脆性大和不易加工。硫、磷为钢材中有害元素，含量较

多就会严重影响钢材的塑性和韧性，磷使钢材显著产生冷脆性，硫则使钢材产生热脆性。硅、镒等为

有益元素，它们能使钢材强度、硬度提高，而塑性、韧性不显著降低。

钢材的力学性能（如抗拉强度、屈服强度、伸长率、冲击韧度和硬度等）取决于钢材的成分和金

相组织。钢材的成分一定时，其金相组织主要取决于钢材的热处理，如退火、正火、淬火加回火等，

其中淬火加回火的影响最大。

【提示】钢中碳的含量对钢的形式有决定性作用，碳的含量的高低与钢材强度成正比关系，含碳

量越高，钢材强度越高；含碳量越低，钢材强度越低。

【例题1•单选】.钢中含有少量的碳、硅、镭、硫、磷、氧和氮等元素，其中对钢的强度、硬度

等性质起决定性影响的是（）。

A.硫

B.磷

C.碳

D.氧

【答案】C

【解析】钢中主要化学元素为铁，另外还含有少量的碳、硅、镒、硫、磷、氧和氮等，这些少量

元素对钢的性质影响很大。钢中碳的含量对钢的性质有决定性影响，含碳量低的钢材强度较低，但塑

性大，延伸率和冲击韧性高，质地较软，易于冷加工、切削和焊接；含碳量高的钢材强度高（当含碳

量超过1.00%时，钢材强度开始下降）、塑性小、硬度大、脆性大和不易加工。

【例题2•单选】钢中含有的碳、硅、镒、硫、磷等元素对钢材性能影响正确的为（）。

A.当含碳量超过1.00%时，钢材强度下降，塑性大、硬度小、易加工

B.硫、磷含量较高时，会使钢材产生热脆和冷脆性，但对其塑性、韧性影响不大

C.硅、镭能够在不显著降低塑性、韧性的情况下，提高钢材的强度和硬度

D.镐能够提高钢材的强度和硬度，而硅则会使钢材塑性、韧性显著降低

【答案】C

【解析】钢中碳的含量对钢的性质有决定性影响，含碳量低的钢材强度较低，但塑性大，延伸率

和冲击韧性高，质地较软，易于冷加工、切削和焊接；含碳量高的钢材强度高（当含碳量超过1.00%

时，钢材强度开始下降）、塑性小、硬度大、脆性大和不易加工。硫、磷为钢材中有害元素，含量较

多就会严重影响钢材的塑性和韧性，磷使钢材显著产生冷脆性，硫则使钢材产生热脆性。硅、镒等为

有益元素，它们能使钢材强度、硬度提高，而塑性、韧性不显著降低。

【例题3-单选】钢中碳的含量超过1.00%时，钢材的性能表现为（）。

A.塑性大

B.强度下降

C.硬度小

D.易于加工

【答案】B

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【解析】钢中主要化学元素为铁，另外还含有少量的碳、硅、镐、硫、磷、氧和氮等，这些少量

元素对钢的性质影响很大。钢中碳的含量对钢的性质有决定性影响，含碳量低的钢材强度较低，但塑

性大，延伸率和冲击韧性高，质地较软，易于冷加工、切削和焊接；含碳量高的钢材强度高（当含碳

量超过1.00%时，钢材强度开始下降）、塑性小、硬度大、脆性大和不易加工。硫、磷为钢材中有害

元素，含量较多就会严重影响钢材的塑性和韧性，磷使钢材显著产生冷脆性，硫则使钢材产生热脆性。

硅、锌等为有益元素，它们能使钢材强度、硬度提高，而塑性、韧性不显著降低。

【例题4•单选】钢的成分确定后，其力学性能主要取决于（）。

A.钢的冲击韧性

B.碳的含量

C.有害元素含量

D.钢的金相组织

【答案】D.

【例题5•单选】能够使钢材的强度、硬度提高，而塑性、韧性不显著降低的化学元素为（）。

A.碳

B.硅

C.磷

D.硫

【答案】B

（1）钢的分类。

（2）钢牌号的表示方法。

《钢铁产品牌号表示方法》（GB/T221-2008）中规定：

1）碳素结构钢和低合金结构钢。

碳素结构钢和低合金结构钢的牌号通常由四部分组成：

第一部分：前缀符号+强度值（以N/mm,或MPa为单位），其中通用结构钢前缀符号为代表屈服

强度的拼音字母“Q”，专用结构钢的前缀符号见表LL3；

表1.1.3专用结构钢的前缀符号

采「目的汉字及汉语拼音或英文单词

产口口名称采用字母位置

汉字汉语拼音英文单词

热轧光圆钢筋热轧光圆钢筋一一HotRolledPlainBarsHPB牌号头

热轧带肋钢筋热轧带肋钢筋一HotRolledRibbedBarsHRB牌号头

细晶粒热轧带热轧带肋钢筋HotRolledRibbedBars

一HRBF牌号头

肋钢筋+细+Fine

冷轧带肋钢筋冷轧带肋钢筋一ColdRolledRibbedBarsCRB牌号头

预应力混凝土预应力、螺纹、Prestressing、Screw、

一PSB牌号头

用螺纹钢筋钢筋Bars

焊接气瓶用钢焊瓶HANPING一HP牌号头

管线用钢管线一一LineL牌号头

船用锚链钢船锚CHUANMAO一CM牌号头

煤机用钢煤MEI一M牌号头

第二部分（必要时）：钢的质量等级，用英文字母A、B、C、D、E、F……表示；质量等级英文字

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母由前往后，表示质量由低到高。

第三部分（必要时）：脱氧方式表示符号，即沸腾钢（F）、镇静钢（Z）、特殊镇静钢（TZ）o

镇静钢、特殊镇静钢表示符号通常可以省略；

第四部分（必要时）：产品用途、特性和工艺方法表示符号

例如：Q235AF：表示最小屈服强度235N/mn?、质量等级为A级的沸腾碳素钢；Q345D：表示最小

屈服强度345N/mm2、质量等级为D级的低合金高强度结构钢，专业用低合金高强度钢，应在钢牌号最

后标明。例如16Mn钢，用于桥梁的专用钢种为“16MnQ”，汽车大梁的专用钢种为“16MnL”，压力

容器的专用钢种为“16MnR”；HRB335：屈服强度特征值335N/mffl2的热轧带肋钢筋；L415：最小规定

总延伸强度415MPa的管线用钢。

2）优质碳素结构钢。

3）合金结构钢。

（3）工程中常用钢及其合金的性能和特点。

1）碳素结构钢【必会】

①普通碳素结构钢。按照国家标准《碳素结构钢》GB/T700-2006,以碳素结构钢屈服强度下限分

为四个级别：Q195、Q215、Q235和Q275。普通碳素结构钢的碳、磷、硫及其他残余元素的含量控制

较宽，某些性能如低温韧性和时效敏感性较差。

普通碳素结构钢生产工艺简单，有良好工艺性能（如焊接性能、压力加工性能等）、必要的韧性、

良好的塑性以及价廉和易于大量供应，通常在热轧后使用。Q195钢强度不高，塑性、韧性、加工性能

与焊接性能较好|,|主要用于轧制薄板和盘条|等;Q215钢主要用于制作管坯、螺栓等；卜235钢强度适

中，有良好的承载性，又具有较好的塑性和韧性，可焊性和可加工性也好，是钢结构常用的牌号|；Q235

钢大量|制作成钢筋、型钢和钢板用于建造房屋和桥梁|等;2275钢强度和硬度较高，耐磨性较好，但

塑性、冲击韧性和可焊性差，主要用户制造轴类、农具、耐磨零件和垫板等。

【提示】重点记忆碳素结构钢四个屈服强度的特性，属于每年的考试重点内容。记忆技巧：数字

越小，对应的强度和硬度越低。

②优质碳素结构钢。优质碳素结构钢是含碳小于0.8%的碳素钢，这种钢中所含的硫、磷及非金属

夹杂物比碳素结构钢少。与普通碳素结构钢相比，优质碳素结构钢塑性和韧性较高，并可通过热处理

强化，多用于较重要的零件，是广泛应用的机械制造用钢。

2）低合金结构钢

①普通低合金钢。普通低合金钢比碳素结构钢具有较高的韧性，同时有良好的焊接性能、冷热压

加工性能和耐蚀性，部分钢种还具有较低的脆性转变温度。

②优质低合金钢。优质低合金钢广泛用于制造各种要求韧性高的重要机械零件和构件。当零件的

形状复杂，截面尺寸较大，要求韧性高时，采用优质低合金钢可使复杂形状零件的淬火变形和开裂倾

向降到最小。

3）不锈耐酸钢|【必会］

①铁素体型不锈钢。格是铁素体型不锈钢中的主加元素，通常含铭的质量分数213.00%。某些钢

种还添加有铝和钛等。高铭钢（17.0%~30.0%Cr）有良好的抗高温氧化能力，在氧化性酸溶液，如硝

酸溶液中，有良好的耐蚀性，故其在硝酸和氮肥工业中广泛使用，另外0Crl3不锈钢在弱腐蚀介质中，

如淡水中，也有良好的耐蚀性。高铭铁素体不锈钢的缺点是钢的缺口敏感性和脆性转变温度较高，钢

在加热后对晶间腐蚀也较为敏感。

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②马氏体型不锈钢。此钢具有较高的强度、硬度和耐磨性。通常用于弱腐蚀性介质环境中，如海

水、淡水和水蒸气中；以及使用温度W580℃的环境中，通常也可作为受力较大的零件和工具的制作

材料。但由于此钢焊接性能不好，故一般不用作焊接件。

③奥氏体型不锈钢。钢中主要合金元素为铭、银、钛、银、铝、氮和镭等。此钢具有较高的韧性、

良好的耐蚀性、高温强度和较好的抗氧化性，以及良好的压力加工和焊接性能。但是这类钢的屈服强

度低，且不能采用热处理方法强化，而只能进行冷变形强化。

④|铁素体-奥氏体型不锈钢|。这类钢其|屈服强度约为奥氏体型不锈钢的两倍，可焊性良好，韧性

较高，应力腐蚀、晶间腐蚀及焊接时的热裂倾向均小于奥氏体型不锈钢|。

⑤沉淀硬化型不锈钢。这类钢的突出优点是经沉淀硬化热处理以后具有高的强度，耐蚀性优于铁

素体型不锈钢。它主要用于制造高强度和耐蚀的容器、结构和零件，也可用作高温零件。

4）铸钢

【提示】注意区分铁素体-奥氏体型不锈钢与奥氏体型不锈钢的特性，铁素体-奥氏体型不锈钢的

屈服强度、可焊性、韧性与奥氏体型不锈钢相比较好。

【例题1•单选】.普通碳素结构钢中，牌号为Q235的钢，其性能和使用特点为（）。

A.强度不高，塑性、韧性、加工性能较好，主要用于制作薄板和盘条

B.强度适中，塑性、韧性、可焊性良好，大量用于制作钢筋、型钢和钢板

C.强度和硬度较高，耐磨性较好，但塑性、韧性和可焊性较差。主要用于制作轴类、耐磨零件及

垫板

D.综合力学性能良好，具有较好的耐低温冲击韧性和焊接性能，主要用于制造承载较大的零件

【答案】B

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【解析】Q235钢强度适中，有良好的承载性，又具有较好的塑性和韧性，可焊性和可加工性也好，

是钢结构常用的牌号；Q235钢大量制作成钢筋、型钢和钢板用于建造房屋和桥梁等。

【例题2•多选】铁素体-奥氏体型不锈钢和奥氏体型不锈钢相比具有的特点有（）。

A.其屈服强度为奥氏体型不锈钢的两倍

B.应力腐蚀小于奥氏体型不锈钢

C.晶间腐蚀小于奥氏体型不锈钢

D.焊接时的热裂倾向大于奥氏体型不锈钢

【答案】ABC

【解析】铁素体一奥氏体型不锈钢。这类钢其屈服强度约为奥氏体型不锈钢的两倍，可焊性良好，

韧性较高，应力腐蚀、晶间腐蚀及焊接时的热裂倾向均小于奥氏体型不锈钢。

【例题3•单选】普通碳素结构钢的强度、硬度较高，耐磨性较好，但塑性、冲击韧性和可焊性

差，此种钢材为（）。

A.Q235钢

B.Q255钢

C.Q275钢

D.Q295钢

【答案】C

【解析】Q195钢强度不高，塑性、韧性、加工性能与焊接性能较好，主要用于轧制薄板和盘条等；

Q215钢主要用于制作管坯、螺栓等；Q235钢强度适中，有良好的承载性，又具有较好的塑性和韧性，

可焊性和可加工性也好，是钢结构常用的牌号，Q235钢大量制作成钢筋、型钢和钢板用于建造房屋和

桥梁等；Q275钢强度和硬度较高，耐磨性较好，但塑性、冲击韧性和可焊性差，主要用于制造轴类、

农具、耐磨零件和垫板等。

【例题4•单选】.某不锈钢的屈服强度低，且不能采用热处理方法强化，只能进行冷变形强化,

此种不锈钢为（）。

A.马氏体型不锈钢

B.奥氏体型不锈钢

C.铁素体-奥氏体型不锈钢

D.沉淀硬化型不锈钢

【答案】B

【解析】奥氏体型不锈钢具有较高的韧性、良好的耐蚀性、高温强度和较好的抗氧化性，以及良

好的压力加工和焊接性能。但是这类钢的屈服强度低，且不能采用热处理方法强化，而只能进行冷变

形强化。

【例题5•单选】.某种钢材，其塑性和韧性较高，可通过热处理强化，多用于制作较重要的、荷

载较大的机械零件，是广泛应用的机械制造用钢。此种钢材为（）。

A.普通碳素结构钢

B.优质碳素结构钢

C.普通低合金钢

D.奥氏体型不锈钢

【答案】B

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【解析】优质碳素结构钢是含碳小于0.8%的碳素钢，这种钢中所含的硫、磷及非金属夹杂物比碳

素结构钢少。与普通碳素结构钢相比，优质碳素结构钢塑性和韧性较高，并可通过热处理强化，多用

于较重要的零件，是广泛应用的机械制造用钢。

【例题6•单选】具有一定的机械强度和良好的承载性，又具有较好地塑性、韧性和可加工性,

是钢结构常用的牌号为，此种碳素结构钢的牌号为（）。

A.Q215

B.Q235

C.Q255

D.Q275

【答案】B

【解析】本题考点是工程中常用钢及其合金的性能和特点，具体考的是碳素结构钢。Q235钢强度

适中，有良好的承载性，又具有较好的塑性和韧性，可焊性和可加工性也好，是钢结构常用的牌号。

【例题7•单选】为提高奥氏体型不锈钢的屈服强度，应采用的强化方法为（）。

A.冷变形

B.正火

C.淬火

D.酸洗与钝化

【答案】A

【解析】钢中主要合金元素为辂、锲、钛、银、铝、氮和铢等。此钢具有较高的韧性、良好的耐

蚀性、高温强度和较好的抗氧化性，以及良好的压力加工和焊接性能。但是这类钢的屈服强度低，且

不能采用热处理方法强化，而只能进行冷变形强化。

【例题8•单选】.与奥氏体型不锈钢相比，马氏体型不锈钢的优点是具有（）。

A.较高的强度、硬度和耐磨性

B.较高的韧性、良好的耐腐蚀性

C.良好的耐腐蚀性和抗氧化性

D.良好的压力加工和焊接性能

【答案】A

【解析】奥氏体型不锈钢。钢中主要合金元素为铭、银、钛、铝、铝、氮和镒等。此钢具有较高

的韧性、良好的耐蚀性、高温强度和较好的抗氧化性，以及良好的压力加工和焊接性能。但是这类钢

的屈服强度低，且不能采用热处理方法强化，而只能进行冷变形强化。

马氏体型不锈钢。此钢具有较高的强度、硬度和耐磨性。通常用于弱腐蚀性介质环境中，如海水、

淡水和水蒸气中；以及使用温度W580℃的环境中，通常也可作为受力较大的零件和工具的制作材料。

但由于此钢焊接性能不好，故一般不用作焊接件。

【例题9•单选】与马氏体型不锈钢相比，奥氏体型不锈钢的特点为（）。

A.具有较高的硬度和耐磨性

B.屈服强度较高

C.可采用热处理方法提高强度

D.具有良好的焊接性能

【答案】0

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【解析】马氏体型不锈钢。此钢具有较高的强度、硬度和耐磨性。通常用于弱腐蚀性介质环境中，

如海水、淡水和水蒸气中；以及使用温度W580C的环境中，通常也可作为受力较大的零件和工具的

制作材料。但由于此钢焊接性能不好，故一般不用作焊接件。

奥氏体型不锈钢。钢中主要合金元素为铭、银、钛、银、铝、氮和锦等。此钢具有较高的韧性、

良好的耐蚀性、高温强度和较好的抗氧化性，以及良好的压力加工和焊接性能。但是这类钢的屈服强

度低，且不能采用热处理方法强化，而只能进行冷变形强化。

2.铸铁的分类和用途【重要】

铸铁与钢相比，其成分特点是碳、硅含量高，杂质含量也较高。但杂质在钢和铸铁中的作用完全

不同，如磷在耐磨铸铁中是提高其耐磨性的主要合金元素，镒和硅都是铸铁中的重要元素，唯一有害

的元素是硫。铸铁的组织特点是含有石墨，组织的其余部分相当于碳含量＜0.80%钢的组织。|铸铁的

韧性和塑性主要决定于石墨的数量、形状、大小和分布，其中石墨形状的影响最不铸铁的其他性能

也与石墨密切相关。基体组织是影响铸铁硬度、抗压强度和耐磨性的主要因素。

（1）铸铁的分类。按碳存在的形式分类，铸铁可分为灰口铸铁、白口铸铁和麻口铸铁三大类。

1）灰口铸铁中的碳除微量溶入铁素体外，全部或大部以石墨形式存在，因断口呈灰色，故名灰

口铸铁。按照石墨的形状特征，灰口铸铁可分为普通灰铸铁（石墨呈片状）、蠕墨铸铁（石墨呈蠕虫

状）、可锻铸铁（石墨呈团絮状）和球墨铸铁（石墨呈球状）四大类。

蠕墨铸铁

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材料q做监侦

秋春出火

制统铁裁除紫状石毛，珠光体

可锻铸铁

球墨铸铁

2）白口铸铁中的碳完全以渗碳体的形式存在，断口呈亮白色。白口铸铁很难切削加工，主要作

炼钢原料使用。但由于它的硬度和耐磨性高，也可以铸成表面为白口组织的铸件，如轧辑、球磨机的

磨球等。

3）麻口铸铁中的碳以石墨和渗碳体的混合形式存在，断口呈灰白色。这种铸铁有较大的脆性，

工业上很少使用。

（2）铸铁牌号的表示方法

（3）工程中常用铸铁的性能和特点（共7种）

1）灰铸铁。在各类铸铁的总产量中，灰铸铁占80%以上。影响灰铸铁组织和性能的因素主要是化

学成分和冷却速度。灰铸铁中的碳、硅含量一般控制在碳2.5%〜4.0%,硅1.0%〜3.0虬

2）球墨铸铁。球墨铸铁的抗拉强度远远超过灰铸铁，而与钢相当。因此对于承受静载的零件，

使用球墨铸铁比铸钢还节省材料，而且重量更轻，并具有较好的耐疲劳强度。实验表明，球墨铸铁的

扭转疲劳强度甚至超过45钢。在实际工程中常用球墨铸铁来代替钢制造某些重要零件，如曲轴、连

杆和凸轮轴等，也可用于高层建筑室外进入室内给水的总管或室内总干管。

3）蠕墨铸铁。蠕墨铸铁的强度接近于球墨铸铁，并具有一定的韧性和较高的耐磨性；同时又有

灰铸铁良好的铸造性能和导热性。蠕墨铸铁是在一定成分的铁水中加入适量的蠕化剂经处理而炼成的,

其方法和程序与球墨铸铁基本相同。

4）可锻铸铁。可锻铸铁具有较高的强度、塑性和冲击韧性，可以部分代替碳钢。这种铸铁有黑

心可锻铸铁、白心可锻铸铁、珠光体可锻铸铁三种类型。黑心可锻铸铁依靠石墨化退火来获得；白心

可锻铸铁利用氧化脱碳退火来制取。可锻铸铁常用来制造形状复杂、承受冲击和振动荷载的零件，如

管接头和低压阀门等。与球墨铸铁相比，可锻铸铁具有成本低，质量稳定，处理工艺简单等优点。

【例题1•单选】某种铸铁具有较高的强度、塑性和冲击韧性，可以部分代替碳钢，用来制作形

状复杂、承受冲击和振动荷载的零件，且与其他铸铁相比，其成本低，质量稳定、处理工艺简单。此

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铸铁为（）。

A.可锻铸铁

B.球墨铸铁

C.蠕墨铸铁

D.片墨铸铁

【答案】A

【解析】可锻铸铁具有较高的强度、塑性和冲击韧性，可以部分代替碳钢。可锻铸铁常用来制造

形状复杂、承受冲击和振动荷载的零件，如管接头和低压阀门等。与球墨铸铁相比，可锻铸铁具有成

本低、质量稳定、处理工艺简单等优点。

【例题2•单选】石墨对铸铁的性能影响很大，影响铸铁韧性和塑性的最大因素是（）。

A.石墨的数量

B.石墨的大小

C.石墨的分布

D.石墨的形状

【答案】D

【解析】铸铁的韧性和塑性主要决定于石墨的数量、形状、大小和分布，其中石墨形状的影响最

大。

【例题3•单选】杂质在铸铁中的作用完全不同，能提高铸铁耐磨性的主要元素为（）。

A.硫

B.磷

C.银

D.铝

【答案】B

【解析】这道题的考点是铸铁的成分特点。铸铁是铁碳合金的一种，与钢相比，其成分特点是碳、

硅含量高，杂质含量也较高。但是，杂质在钢和铸铁中的作用完全不同，如磷在耐磨磷铸铁中是提高

其耐磨性的主要合金元素，锦、硅都是铸铁中的重要元素，唯一有害的元素是硫。

【例题4•单选】铸铁可以按照石墨的形状特征分类，石墨呈片状的铸铁是（）。

A.普通灰铸铁

B.蠕墨铸铁

C.可锻铸铁

D.球墨铸铁

【答案】A

【解析】这道题的考点是铸铁的分类。按照石墨的形状特征，灰口铸铁可分为普通灰铸铁（石墨

呈片状）、蠕墨铸铁（石墨呈蠕虫状）、可锻铸铁（石墨呈团絮状）和球墨铸铁（石墨呈球状）四大

类。

（二）有色金属材料

有色金属是指黑色金属以外的所有金属及其合金。

1.有色金属及其合金牌号表示方法

2.工程中常用有色金属的性能和特点【重要】

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(1)铝及铝合金。铝及铝合金在采用各种强化手段后可以达到与普通低合金钢相近的强度，而

且其比强度要比普通钢高得多。

(2)铜及铜合金。纯铜呈紫红色，常称紫铜，主要用于制作电导体及配制合金。纯铜的强度低，

不宜用作结构材料。

(3)锲及银合金。除及锲合金是用于化学、石油、有色金属冶炼、高温、高压、高浓度或混有

不纯物等各种苛刻腐蚀环境的比较理想的金属材料。

由于锲的标准电势大于铁，可获得耐蚀性优异的银基耐蚀合金。银力学性能良好，尤其塑性、韧

性优良，能适应多种腐蚀环境。广泛应用于化工、制碱、冶金、石油等行业中的压力容器、换热器、

塔器、蒸发器、搅拌器、反应器和储运器等。

(4)钛及钛合慈砥在高温下化学活性极高,非常容易与氧、氮和碳等元素形成稳定的化合物，

所以在大气中工作的钛及钛合金只在540C以下使用；钛具有良好的低温性能，可做低温材料；常温

下钛具有极好的抗蚀性能，在大气、海水、硝酸和碱溶液等介质中十分稳定。但在任何浓度的氢氟酸

中均能迅速溶解。

(5)铅及铅合金。|在铅中加入铺、铜、锡和础等元素可提高铅的再结晶温度、细化晶粒、提高

硬度和强度等，并保持合金的良好耐蚀性。铅在大气、淡水、海水中很稳定，铅对硫酸、磷酸、亚硫

酸、铝酸和氢氟酸等则有良好的耐蚀性。铅与硫酸作用时，在其表面产生一层不溶解的硫酸铅，它可

保护内部铅不再被继续腐蚀。铅不耐硝酸的腐蚀，在盐酸中也不稳定。

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（6）镁及镁合金。陵及镁合金的主要特性是密度小、化学活性强、强度低。但纯镁一般不能用

于结构材料。虽然镁合金相对密度小，且强度不高，但它的比强度和比刚度却可以与合金结构钢相媲

美，镁合金能承受较大的冲击、振动荷载，并有良好的机械加工性能和抛光性能。其缺点是耐蚀性较

差、缺口敏感性大及熔铸工艺复杂。

镁合金轮毂

镁合金压铸件

【提示】工程中常用的有色金属的名称要重点记忆，需要掌握馍及银合金、钛及钛合金、铅及铅

合金和镁及镁合金的性能和特点，记忆技巧：抓特点，找对比。

【例题1•多选】.工程中常用有色金属及其合金中，其有优良耐蚀性的有（）。

A.锲及其合金

B.钛及其合金

C.镁及其合金

D.铅及其合金

【答案】ABD

【解析】锲及银合金可用于高温、高压、高浓度或混有不纯物等各种苛刻腐蚀环境。锲力学性能

良好，尤其塑性、韧性优良。

钛及钛合金只在540。C以下使用；钛具有良好的低温性能；常温下钛具有极好的抗蚀性能，在

硝酸和碱溶液等介质中十分稳定。但在任何浓度的氢氟酸中均能迅速溶解。

铅对硫酸、磷酸、亚硫酸、铭酸和氢氟酸等则有良好的耐蚀性。铅不耐硝酸、次氯酸、高锌酸钾、

盐酸的腐蚀。

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镁及镁合金的比强度和比刚度可以与合金结构钢相媲美，镁合金能承受较大的冲击、振动荷载，

并有良好的机械加工性能和抛光性能。其缺点是耐蚀性较差、缺口敏感性大及熔铸工艺复杂。

【例题2•多选】钛及钛合金具有很多优异的性能，其主要优点有（）。

A.高温性能良好，可在540℃以上使用

B.低温性能良好，可作为低温材料

C.常温下抗海水、抗大气腐蚀

D.常温下抗硝酸和碱溶液腐蚀

【答案】BCD

【解析1钛在高温下化学活性极高，非常容易与氧、氮和碳等元素形成稳定的化合物，所以在大

气中工作的钛及钛合金只在540℃以下使用；钛具有良好的低温性能，可做低温材料；常温下钛具有

极好的抗蚀性能，在大气、海水、硝酸和碱溶液等介质中十分稳定。但在任何浓度的氢氟酸中均能迅

速溶解。

【例题3•单选】在石油、化工、有色金属冶炼工业中，常用于高温、高压、高浓度或混有不纯

物等各种苛刻腐蚀环境的比较理想的金属材料为（）。

A.铝及铝合金

B.铜及铜合金

C.银及锲合金

D.镁及镁合金

【答案】C

【例题4•单选】某合金元素力学性能良好，尤其塑性、韧性优良，能适应多种腐蚀环境，多用

于制造化工容器、电气与电子部件、苛性碱处理设备、耐海水腐蚀设备和换热器等。此种合金元素为

（）。

A.镐

B.铭

C.银

D.钮

【答案】C

【解析】这道题的考点是常用有色金属中的镁的特性与用途。镶及锲合金是化学、石油、有色金

属冶炼、高温、高压、高浓度或混有不纯物等各种苛刻腐蚀环境的比较理想的金属材料。锲力学性能

良好，尤其塑、韧性优良，能适应多种腐蚀环境。多用于食品加工设备、化学品装运容器、电气与电

子部件、处理苛性碱设备、耐海水腐蚀设备和换热器，如海船中的阀门、泵、轴、夹具和紧固件，也

常用于制作接触浓CaCb溶液的冷冻机零件以及化学加工设备、石油炼制设备，以及发电厂给水加热

器的管子等。

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二、非金属材料

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（一）无机非金属材料

L耐火材料【重要】

（1）耐火砌体材料。

1）酸性耐火材料。硅砖和粘土砖为代表。硅砖抗酸性炉渣侵蚀能力强，但易受碱性渣的侵蚀，

它的软化温度很高，接近其耐火度，重复煨烧后体积不收缩，甚至略有膨胀，但是抗热震性差。硅砖

主要用于焦炉、玻璃熔窑、酸性炼钢炉等热工设备；粘土砖中含30%〜46%氧化铝，它以耐火粘土为主

要原料，耐火度1580〜1770℃,抗热震性好，属于弱酸性耐火材料。

2）中性耐火材料。以|高铝质制品|为代表,其主晶相是莫来石和刚玉。铝砖主晶相是铝铁矿，它

对钢渣的耐蚀性好，但抗热震性差，高温荷重变形温度较低。用铭矿和镁砂按不同比例制成的辂镁砖

抗热震性好，主要用作碱性平炉顶砖。

碳质制品是另一类中性耐火材料•，根据含碳原料的成分不同，分为碳砖、石墨制品和碳化硅质制

品三类。|碳质制品的热膨胀系数很低，导热性高，耐热震性能好，高温强度高。在高温下长期使用也

不软化，不受任何酸碱的侵蚀，有良好的抗盐性能，也不受金属和熔渣的润湿，质轻，是优质的耐高

温材料。缺点是在高温下易氧化，不宜在氧化气氛中使用。

3）碱性耐火材料。以|镁质制品|为代表,它含氧化镁80%〜85%以上，以方镁石为主晶相。生产镁

砖的主要原料有菱镁矿等，对碱性渣和铁渣有很好的抵抗性。纯氧化镁的熔点高达2800C。因此，回

砖的耐火度较粘土砖和硅砖都高［在炼钢工程中，吹氧转炉和碱性平炉炉顶碱性耐火材料得以广泛应

用。另外，碱性耐火材料还主要用于有色金属冶炼，以及一些高温热工设备。

（2）耐火水泥及耐火混凝土。

2.耐热保温和绝热材料【重要】

（1）耐热保温材料

耐热保温材料又称为耐火隔热材料。它是各种工业用炉的重要筑炉材料。常用的隔热材料有硅藻

土、蛭石、玻璃纤维（又称矿渣棉）、石棉，以及它们的制品如板、管、砖等。

1）硅藻土耐火隔热保温材料。|目前应用最多、最广。硅藻土耐火保温裱、板、管，具有气孔塞

高，耐高温及保温性能好，密度小等特点。采用这种材料，可以减少热损失，降低燃料消耗，减薄炉

墙厚度，降低工程造价，缩短窑炉周转时间，提高生产效率。

硅藻土碗、板广泛用于电力、冶金、机械、化工、石油、金属冶炼电炉和硅酸盐等工业的各种热

体表面及各种高温窑炉、锅炉、炉墙中层的保温绝热部位。硅藻土管广泛用于各种气体、液体高温管

道及其他高温设备的保温绝热部位。

2）硅酸铝耐火纤维。硅酸铝耐火纤维是轻质耐火材料之一。它形似棉花，呈白色纤维状，具有

密度小、耐高温、热稳定性好、热导率低、比热容小、抗机械振动好、体胀系数小和优良的隔热性能。

因此，硅酸铝耐火纤维及其制品（毡、板、砖、管等）广泛用于冶金、机械、建筑、化工和陶瓷工业

中的热力设备，如锅炉、加热炉和导管等的耐火隔热材料。

3）微孔硅酸钙保温材料。微孔硅酸钙保温材料制品是用硅藻土、石灰、石棉和水玻璃等混合材

料压制而成。其表观密度小、强度高、传热系数低，且不燃烧、不腐蚀、无毒和无味，可用于高温设

备、热力管道的保温隔热工程。

4）矿渣棉制品。矿渣棉制品可用作保温、隔热和吸音材料。

（2）绝热材料

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绝热材料一般是轻质、疏松、多孔的纤维状材料。它既包括保温材料，也包括保冷材料。

1）按其成分不同，可分为有机材料和无机材料两大类。

热力设备及管道保温用的材料多为无机绝热材料，此类材料具有不腐烂、不燃烧、耐高温等特点。

如石棉、硅藻土、珍珠岩、玻璃纤维、泡沫混凝土和硅酸钙等。

低温保冷工程多用有机绝热材料，此类材料具有表观密度小、导热系数低、原料来源广、不耐高

温、吸湿时易腐烂等特点，如软木、聚苯乙烯泡沫塑料、聚氨基甲酸酯、牛毛毡和羊毛毡等。

2）按照绝热材料使用温度，可分为高温、中温和低温绝热材料。

邈用绝热材料，使用温度可在斤00℃以上|。这类纤维质材料有硅酸铝纤维和硅纤维等；多孔质

材料有硅藻土、蛭石加石棉和耐热粘合剂等制品。

用泡用绝热材料,使用温度在胸〜700C之间中温用纤维质材料有石棉、矿渣棉和玻璃纤维

等；多孔质材料有硅酸钙、膨胀珍珠岩、蛭石和泡沫混凝土等。

画|用绝热材料，使用温度在丽C以下|的保冷工程中。

【提示】数字部分要重点记忆，多在考试中出现，注意区分高温、中温、低温的温度范围。

3.耐蚀（酸）非金属材料

常用的非金属耐蚀材料有铸石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等。

（1）铸石。铸石是以辉绿岩、玄武岩、页岩等天然岩石为主要原料，经熔化、浇注、结晶、退

火而成的一种硅酸盐结晶材料。铸石具有极优良的耐磨性、耐化学腐蚀性、绝缘性及较高的抗压性能。

其耐磨性能比钢铁高十几倍至几十倍。在各类酸碱设备中的应用效果，高于不锈钢、橡胶、塑性材料

及其他有色金属十倍到几十倍；但脆性大、承受冲击荷载的能力低。因此，在要求耐蚀、耐磨或高温

条件下，当不受冲击震动时，铸石是钢铁（包括不锈钢）的理想代用材料，不但可节约金属材料、降

低成本，而且能有效地提高设备的使用寿命。

（2）石墨。它不仅具有高度的化学稳定性,

石墨材料具有|高熔点（3700C）|在高温下有高的机械强度|。|当温度增加时，石墨的强度随之提

叵石墨在3000℃以下具有还原性，在中性介质中有很好的热稳定性，在急剧改变温度的条件下，石

墨比其他结构材料都稳定，不会炸裂破坏。|石墨的导热系数比碳钢大两倍多［所以石墨材料常用来制

造传热设备。

石墨具有良好的化学稳定性。|人造石墨材料的耐腐蚀性能良好,除了强氧化性的酸（如硝酸、铭

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酸、发烟硫酸和卤素）之外，在所有的化学介质中都很稳定，甚至在熔融的碱中也很稳定。

【提示】石墨属于耐蚀（酸）非金属材料中的重点内容，需要重点掌握石墨的特性。

（3）玻璃。按形成玻璃的氧化物可分为硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、硼酸盐玻璃和铝酸盐玻璃等，

其中硅酸盐玻璃是应用最为广泛的玻璃品种。

（4）天然耐蚀石料。天然耐蚀石料组成中含SiOz的质量分数大于55.0%以上，其含量越高耐酸

性能越好。含Mg（）、CaO的质量分数在50.0%以上的石料，有较好的或好的耐碱性能，但不耐酸侵蚀。

而某些耐酸石料含SiO?虽然很高，由于结构致密也能耐碱侵蚀。

（5）水玻璃耐酸水泥。水玻璃耐酸水泥具有能抵抗大多数无机酸和有机酸腐蚀的能力，但不耐

碱。

4.陶瓷材料

陶瓷材料主要是以粘土为主要成分的烧结制品，它具有结构致密、表面平整光洁，耐酸性能良好

等特点，工业中常用的有电器绝缘陶瓷、化工陶瓷、结构陶瓷和耐酸陶瓷等。

【例题1•单选】某中性耐火材料制品，热膨胀系数较低，导热性高耐热震性能好，高温强度高，

不受酸碱的侵蚀，也不受金属和熔渣的润湿，质轻，是优质的耐高温材料。此类耐火制品为（）。

A.硅砖制品

B.碳质制品

C.黏土砖制品

D.镁质制品

【答案】B

【解析】碳质制品的热膨胀系数很低，导热性高，耐热震性能好，高温强度高。在高温下长期使

用也不软化，不受任何酸碱的侵蚀，有良好的抗盐性能，也不受金属和熔渣的润湿，质轻，是优质的

耐高温材料。

【例题2•多选】耐腐蚀（酸）非金属材料的主要成分是金属氧化物、氧化硅和硅酸盐等。下面

选项中属于耐腐蚀（酸）非金属材料的是（）。

A.铸石

B.石墨

C.玻璃

D.陶瓷

【答案】ABC

【解析】常用的非金属耐蚀（酸）材料有铸石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等。

【例题3•单选】某盐酸合成车间的换热器，其材质应选用（）。

A.高合金钢

B.铸石

C.石墨

D.耐蚀陶瓷

【答案】C

【解析】石墨材料具有高熔点（3700C）,在高温下有高的机械强度。当温度增加时，石墨的强

度随之提高。石墨在3000℃以下具有还原性，在中性介质中有很好的热稳定性，在急剧改变温度的条

件下，石墨比其他结构材料都稳定，不会炸裂破坏。石墨的导热系数比碳钢大两倍多，所以石墨材料

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常用来制造传热设备。

【例题4•单选】在熔融的碱液中仍具有良好化学稳定性的非金属材料为（）。

A.铸石

B.玻璃

C.石墨

D.水玻璃型耐蚀石料

【答案】C

【解析】石墨具有良好的化学稳定性。除了强氧化性的酸（如硝酸、铝酸、发烟硫酸和卤素）之

外，在所有的化学介质中都很稳定，甚至在熔融的碱中也很稳定。

【例题5•单选】在非金属材料中，具有较高的抗压、耐酸碱腐蚀、耐磨性能，并适用于高温条

件，但其脆性大、承受冲击荷载的能力低，此种材料为（）。

A.石墨

B.玻璃

C.陶瓷

D.铸石

【答案】D

【解析】本题考点是非金属材料的性能和特点，具体考的是铸石。铸石具有极优良的耐磨与耐

化学腐蚀性、绝缘性及较高的抗压性能。其耐磨性能比钢铁高十几倍至几十倍。在各类酸碱设备中，

其耐腐蚀性比不锈钢、橡胶、塑性材料及其他有色金属高得多，但脆性大、承受冲击荷载的能力低。

因此，在要求耐蚀、耐磨或高温条件下，当不受冲击震动时，铸石是钢铁（包括不锈钢）的理想代用

材料，不但可节约金属材料、降低成本，而且能有效地提高设备的使用寿命。

【例题6•单选】常用的隔热材料中，除硅藻土、矿渣棉、石棉以及其制品外，还有（）。

A.铸石

B.蛭石

C.石墨

D.玻璃

【答案】B

【解析】这道题的考点是非金属的种类及其主要材料。耐火隔热材料，又称为耐热保温材料。它

是各种工业用炉（冶炼炉、加热炉、锅炉炉膛）的重要筑炉材料。常用的隔热材料有硅藻土、蛭石、

玻璃纤维（又称矿渣棉）、石棉，以及它们的制品如板、管、砖等。

【例题7•多选】使用温度在700c以上的高温用绝热材料包括（）。[2016]

A.硅酸铝纤维

B.硅藻土

C.蛭石

D.膨胀珍珠岩

【答案】AB

【解析】高温用绝热材料，使用温度可在700℃以上。这类纤维质材料有硅酸铝纤维和硅纤维等；

多孔质材料有硅藻土、蛭石加石棉和耐热粘合剂等制品。

【例题8•多选】使用温度在100~700℃之间的中温绝热材料，其主要类别有（）。[2007]

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A.硅藻土

B.膨胀珍珠岩

C.矿渣棉

D.蛭石

【答案】BCD

【解析】中温用绝热材料，使用温度在100〜700℃之间。中温用纤维质材料有石棉、矿渣棉和玻

璃纤维等；多孔质材料有硅酸钙、膨胀珍珠岩、蛭石和泡沫混凝土等。

【例题9•多选】某热力管道的介质工作温度为800℃,为了节能及安全，其外设计有保温层，

该保温层宜选用的材料有()。【2008】

A.硅藻土

B.矿渣棉

C.硅酸铝纤维

D.泡沫混凝土

【答案】AC

【解析】高温用绝热材料，使用温度可在700℃以上。这类纤维质材料有硅酸铝纤维和硅纤维等；

多孔质材料有硅藻土、蛭石加石棉和耐热粘合剂等制品。

(二)高分子材料

1.高分子材料的基本概念

高分子材料一般分为天然和人工合成两大类。天然高分子材料有蚕丝、羊毛、纤维素和橡胶以及

存在于生物组织中的淀粉和蛋白质等。工程上的高分子材料主要是人工合成的各种有机材料。通常根

据机械性能和使用状态将其分为塑料、橡胶和合成纤维三大类。

2.高分子材料的基本性能及特点【重要】

(1)质轻。|密度平均为I.45g/cn?,约为钢的1/5,铝的1/2|；

(2)比强度高。接近