造价工程师安装基础精讲班讲义

第7页/共7页建设工程技术与计量(安装工程)复习导言教材知识体系简介2017年全国造价工程师执业资格考试——建设工程技术与计量（安装工程部分）所使用的教材为2017年版新编教材。2017年版教材同上一版（2013年版）教材相比，修改幅度不大，仍沿用了以往的整体格局以及绝大部分的知识内容，只有某些细节知识点做了更新与修改。具体而言，教材知识内容仍由两部分组成：第一部分为通用知识，考生必须回答该试卷部分的所有题目；第二部分为专业选考知识，考生可以根据自己的专业背景或实际工作情况从此部分题目选择回答。第一部分为通用知识包括第一章至第四章内容。第一章安装工程材料，包括四节，是从材料角度介绍的安装工程的基础知识；第二章安装工程施工技术，也是四节，也是基础知识，但是从施工技术角度介绍的；第三章安装工程计量，是计价理论在安装工程的应用；第四章通用安装工程，即无论什么专业，都常常涉及到的安装工程，是前三章的综合与应用。这四章构成了通用知识，也就是试卷中的必考部分，即无论什么专业，都必须掌握的知识。第五章与第六章构成了专业知识，即管道与设备专业和电气和自动化控制专业，这是安装工程两大主要专业。各章节知识构成详见图1所示。图1安装工程知识脉络体系图2017年考试趋势分析2017年的考试采用新教材，但仍然沿用2013年版考试大纲，因此以往试题规律仍然有效。我们预计2017年考试趋势如下。1.试题结构。根据2013年版大纲以及前历年真题分析，2017年试题仍由两大部分组成：必考部分与选考部分。必考试题出自教材第一至第四章，总分为70分，分单选和多选两部分，单选40题，每题1分，多选20题，每题1.5分。其中第四章是考核重点，预计出题分值应在30分左右；第一章与第二章出题分值大体相当，在17分左右；第三章出题分值应最少，预计在6分左右。选考题出自第五章和第六章，每章出20题，每题1.5分，为混选题，即既有单选题又有多选题，考生从该40题中任选20题做答。2.考试难度。从2013年采用新版大纲起，本科目考试难度是逐渐下降的，2016年较2013年试题难度有较大下降。我们预计2017年试题难度与2016年试题难度相当。但还是较2012年及以前试题难度有所增加。这是由以下三方面造成的：第一，选考专业由三个减少为两个，可选题目由60个减为40个，这意味着以往只要会1/3（20题/60题）即可得选做部分的满分（30分），今年得会做1/2（20题/40题）才能得到30分的满分。第二，从第四章起至第六章，每章都增加了相应部分的“计量规则”。虽然出题量不会太大（2016年第四章计量规则4题，5.5分；第五章计量规则4题，6分；第六章没有出计量规则），但是“计量规则”没重点，每条都一样重要，理论上讲都得会，这无疑增加了考试难度。第三，近年来多知识点集成的考题比重越来越大，且备选答案的正确与否的宜辨度越来越低。这些无疑增大了试题的难度。三、复习建议安装工程科目的考试一直保持着持续的特征，即专业知识跨度大、知识点分布多且繁杂，不易记忆掌握，这是本科目考试不利之处。但是，同其它科目相比，本科目有一个十分有利的地方，就是选考内容。所以复习方法是本科目考试成功的重要决定因素之一。鉴于此，我们根据多年辅导经验，提出以下复习建议，以供学员复习时参考：1.注意把握知识脉络体系，尽量建立章与章之间、每一章中节与节之间知识的联系。当复习某一具体知识点时要清楚该知识点在本教材知识体系图中的位置（哪一章、哪一节、哪一标题下），注意平行知识点之间的比较、记忆。这样复习不仅记忆清晰，达到事半功倍的效果，还可以应付“相近知识点比较”的题型。2.在浩瀚的知识海洋中，注意重点地把握各知识要点。为了便于广大学员复习，我们根据考纲的要求和以往的复习指导经验，将本科目的考核要点汇集于本精讲班讲义。3.复习重点放在第一至第四章，即必考的通用知识。原因有二：（1）前四章必考内容考点更为密集，重点更为突出；（2）后两章选考内容篇幅较大，考点更为飘逸，尤其最近三年这一特点更为突出。4.选考部分的复习。虽然选考内容同必考内容相比，为非重点，但并非不复习，设置选考部分是本科目考试的一个特色，也是同其它科目相比的优势所在。考生可以在40道选考题中，只选择自己会的、容易答的20道题目作答，而不必一一作答。复习选考知识内容时，考生根据自己的专业背景知识或实际工作经验的优势可选取这样的复习战略：第五、六两章中任一章，重点复习，重点掌握；另一章可作为辅助复习，掌握一些简单易记的知识要点。5.在复习心态上，我们希望广大考生抱着一颗平和的心态，孜孜不倦、锲而不舍。由于本科目跨越十多个专业，所以大部分知识内容可能是考生所不熟悉的，因此在复习时，考生不要期望复习一两遍就能烂熟于心，要不断反复地复习。一分耕耘，一分收获；“过”与“不过”往往是一步之遥。6.最后，为了便于学员了解教材各章节内容的考试分值的权重，我们汇总分析了最近三年本科目考试的试题知识点结构。学员可以对照相应的知识点，分配自己的时间和经历，进行有效的复习。五、2014、2015、2016年考试各章节考核知识点分值分布统计（一）2014年考试各章节考核知识点分值分布统计1．必做部分：章节单选题数多选题数总题数分值分值所占比例（%）第一章第一节建设工程材料426710.0第二节安装工程常用材料2133.55.0第三节安装工程常用管件和附件3144.56.4第四节常用电气和通信材料1122.53.6小计1051517.525.0第二章第一节切割与焊接4155.57.9第二节除锈、防腐蚀和绝热工程2133.55.0第三节2133.55.0第四节辅助项目2133.55.0小计104141622.9第三章第一节建筑安装编码体系10111.4第二节安装工程计量1345.57.9小计2356.59.3第四章第一节机械设备安装426710.0第二节热力设备安装3144.56.4第三节静置设备与工艺金属结构工程3144.56.4第四节消防工程426710.0第五节电气照明及动力设备安装426710.0小计188263042.8合计402060701002.专业选做部分章节题数分值分值占本专业（%）第五章第一节给排水、采暖、燃气工程安装710.535第二节通风空调工程安装6930第三节工业管道工程710.535合计2030100第六章第一节电气工程6930第二节自动控制系统57.525第三节通信设备及线路工程4620第四节楼宇智能化工程57.525合计2030100（二）2015年考试各章节考核知识点分值分布统计1．必做部分：章节单选题数多选题数总题数分值分值所占比例（%）第一章第一节建设工程材料426710.0第二节安装工程常用材料2133.55.0第三节安装工程常用管件和附件3144.56.4第四节常用电气和通信材料1122.53.6小计1051517.525.0第二章第一节切割与焊接4155.57.9第二节除锈、防腐蚀和绝热工程2133.55.0第三节2133.55.0第四节辅助项目2133.55.0小计104141622.9第三章第一节建筑安装编码体系00000第二节安装工程计量2356.59.3小计2356.59.3第四章第一节机械设备安装527811.4第二节热力设备安装3144.56.4第三节静置设备与工艺金属结构工程2133.55第四节消防工程426710.0第五节电气照明及动力设备安装426710.0小计188263042.8合计402060701002.专业选做部分章节题数分值分值占本专业（%）第五章第一节给排水、采暖、燃气工程安装710.535第二节通风空调工程安装710.535第三节工业管道工程6930合计2030100第六章第一节电气工程6930第二节自动控制系统57.525第三节通信设备及线路工程4620第四节楼宇智能化工程57.525合计2030100（三）2016年考试各章节考核知识点分值分布统计1．必做部分：章节单选题数多选题数总题数分值分值所占比例（%）第一章第一节建设工程材料32568.6第二节安装工程常用材料5166.59.3第三节安装工程常用管件和附件1122.53.5第四节常用电气和通信材料1122.53.6小计1051517.525.0第二章第一节切割与焊接4155.57.9第二节除锈、防腐蚀和绝热工程2133.55.0第三节2133.55.0第四节辅助项目2133.55.0小计104141622.9第三章第一节建筑安装编码体系00000第二节安装工程计量2356.59.3小计2356.59.3第四章第一节机械设备安装426710.0第二节热力设备安装3144.56.4第三节静置设备与工艺金属结构工程2133.55.0第四节消防工程426710.0第五节电气照明及动力设备安装426710.0小计188263042.8合计402060701002.专业选做部分章节题数分值分值占本专业（%）第五章第一节给排水、采暖、燃气工程安装710.535第二节通风空调工程安装710.535第三节工业管道工程6930合计2030100第六章第一节电气工程6930第二节自动控制系统57.525第三节通信设备及线路工程4620第四节楼宇智能化工程57.525合计2030100第一章安装工程材料主要内容建设工程材料安装工程常用材料安装工程常用管件和附件常用电气和通信材料考纲要求工程材料的分类、性能和用途；型材、板材、管材和焊接常用材料的种类、性能和用途；防腐、绝热和耐火主要材料的种类、性能和适用范围；常用管件、法兰、阀门及其他附件的种类、性能和适用范围；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工程材料种类繁多，应用广泛，有着多种不同的分类方法。一般将工程材料按化学成分划分为金属材料、非金属材料和复合材料三大类，如表1.1.1所示。表1.1.1常用的工程材料分类金属材料黑色金属铁、碳素钢、合金钢有色金属铝、铅、铜、镁和镍等及其合金非金属材料无机非金属材料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）、石棉制品耐蚀（酸）非金属材料铸石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等陶瓷材料电器绝缘陶瓷、化工陶瓷、结构陶瓷和耐酸陶瓷等高分子材料橡胶天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶等塑料聚四氟乙烯、ABS、聚丙烯、聚砜和聚乙烯等合成纤维聚酯纤维和聚酰胺纤维等复合材料无机-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。（一）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，常见有铬、镍、锰和钛等，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.钢的分类和用途钢中主要化学元素为铁，另外还含有少量的碳、硅、锰、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、锰等为有益元素，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。例题1．钢中含有的碳、硅、锰、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、锰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．锰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、锰等为有益元素，它们能使钢材强度、硬度提高，而塑性、韧性不显著降低。例题2.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．硬度大D．易于加工【答案】B【解析】钢中主要化学元素为铁，另外还含有少量的碳、硅、锰、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、锰等为有益元素，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.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．钢的金相组织例题4.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.硅（1）钢分类。（2）钢牌号的表示方法。《钢铁产品牌号表示方法》(GB/T211-2008)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/mm2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1.1.3；表1.1.3专用结构钢的前缀符号产品名称采用的汉字及汉语拼音或英文单词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--HotRolledPlainBarsHPB牌号头热轧带肋钢筋热轧带肋钢筋--HotRolledRibbedBarsHRB牌号头细晶粒热轧带肋钢筋热轧带肋钢筋＋细--HotRolledRibbedBars＋FineHRBF牌号头冷轧带肋钢筋冷轧带肋钢筋--ColdRolledRibbedBarsCRB牌号头预应力混凝土用螺纹钢筋预应力、螺纹、钢筋--Prestressing、Screw、BarsPSB牌号头焊接气瓶用钢焊瓶HANPING--HP牌号头管线用钢管线--LineL牌号头船用锚链钢船锚CHUANMAO--CM牌号头煤机用钢煤MEI--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）。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/mm2、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/mm2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；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。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。①铁素体型不锈钢。铬是铁素体型不锈钢中的主加元素，通常含铬的质量分数≥13.00%。某些钢种还添加有铝和钛等。高铬钢（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0Cr13不锈钢在弱腐蚀介质中，如淡水中，也有良好的耐蚀性。高铬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。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≤580℃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铬、镍、钛、铌、钼、氮和锰等。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。例题1．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，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2．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3．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4.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．Q215B．Q235C．Q255D．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5.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铬、镍、钛、铌、钼、氮和锰等。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6．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铬、镍、钛、铌、钼、氮和锰等。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≤580℃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7.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：D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≤580℃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铬、镍、钛、铌、钼、氮和锰等。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.与奥氏体不锈钢相比，铁素体一奥氏体不锈钢的主要性能为（）。A.韧性较低B．屈服强度较高C.可焊性较差D.应力腐蚀较大答案：B．屈服强度较高解析：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。2.铸铁的分类和用途（1）铸铁的分类。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，锰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大。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。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。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；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，如轧辊、球磨机的磨球等。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。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。普通灰铸铁蠕墨铸铁可锻铸铁球墨铸铁（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）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。蠕墨铸铁在生产中主要用于生产汽缸盖、汽缸套、钢锭模和液压阀等铸件。作为一种新的铸铁材料，它的发展前景是相当乐观的。例题1.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2.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．镍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，锰、硅都是铸铁中的重要元素，唯一有害的元素是硫。例题3.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（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）镍及镍合金。镍及镍合金是用于化学、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。由于镍的标准电势大于铁，可获得耐蚀性优异的镍基耐蚀合金。镍力学性能良好，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，如化工设备中的阀门、泵、轴、夹具和紧固件，也常用于制作接触浓CaCl2溶液的冷冻机零件，以及发电厂给水加热器的管子等。（4）钛及钛合金。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。（5）铅及铅合金。在铅中加入锑、铜、锡和砷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、铬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。（6）镁及镁合金。镁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例题1．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：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2.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．镍及镍合金D.镁及镁合金答案：C．镍及镍合金例题3.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．锰B．铬C．镍D．钒答案：C解析：这道题的考点是常用有色金属中的镍的特性与用途。镍及镍合金是化学、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。镍力学性能良好，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CaCl2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。二、非金属材料非金属材料也是重要的工程材料。它包括无机非金属材料和高分子材料。无机非金属材料包括耐火材料、耐火隔热材料、耐蚀（酸）非金属材料和陶瓷材料等；高分子材料包括橡胶、塑料和合成纤维等。（一）无机非金属材料1.耐火材料按耐火材料的主要化学特性分为\o"酸性"酸性（硅砖和粘土砖为代表）、\o"中性"中性（以高铝质制品为代表，其主晶相是莫来石和刚玉）和\o"碱性"碱性（以\o"镁"镁质制品为代表，它含\o"氧化镁"氧化镁80%～85%以上，以方镁石为主晶相）。2.耐热保温和绝热材料（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。（2）绝热材料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。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。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。低温用绝热材料，使用温度在100℃以下的保冷工程中。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，还具有极高的导热性能。石墨材料具有高熔点（3700℃），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、铬酸、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。（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SiO2的质量分数大于55.0%以上，其含量越高耐酸性能越好。含MgO、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SiO2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.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2.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（3700℃），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，所以石墨材料常用来制造传热设备。例题3.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、铬酸、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4.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5.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6.使用温度在700℃以上的高温用绝热材料包括（）。（06年）A.硅酸铝纤维B.硅藻土C.蛭石D.膨胀珍珠岩【答案】A、B、C【思路】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7.使用温度在100~700℃之间的中温永绝热材料，其主要类别有（BCD）。（07年）A.硅藻土B.膨胀珍珠岩C.矿渣棉D.蛭石例题8.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（）。（08年）A.硅藻土B．矿渣棉C.硅酸铝纤维D.泡沫混凝土答案：AC解题思路：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（1）质轻。密度平均为1.45g/cm3，约为钢的l/5，铝的1/2；（2）比强度高。接近或超过钢材，是一种优良的轻质高强材料；（3）有良好的韧性。高分子材料在断裂前能吸收较大的能量；（4）减摩、耐磨性好。有些高分子材料在无润滑和少润滑的条件下，它们的耐磨、减摩性能是金属材料无法比拟的；（5）电绝缘性好。电绝缘性可与陶瓷、橡胶媲美；（6）耐蚀性。化学稳定性好，对一般的酸、碱、盐及油脂有较好的耐腐蚀性；（7）导热系数小。如泡沫塑料的导热系数只有0.02～0.046W/（m·K），约为金属的1/1500，是理想的绝热材料；（8）易老化。高分子材料在光、空气、热及环境介质的作用下，分子结构会产生逆变，机械性能变差，寿命缩短；（9）易燃。塑料不仅可燃，而且燃烧时发烟，产生有毒气体；（10）耐热性。高分子材料的耐热性是指温度升高时其性能明显降低的抵抗能力。主要包括机械性能和化学性能两方面，而一般多指前者，所以耐热性实际常用高分子材料开始软化或变形的温度来表示。（11）刚度小。如塑料弹性模量只有钢材的1/10～1/20，且在长期荷载作用下易产生蠕变。但在塑料中加入纤维增强材料，其强度可大大提高，甚至可超过钢材。4.工程中常用高分子材料（1）塑料1）塑料的组成。常用的塑料制品都是以合成树脂为基本材料，再按一定比例加入填料、增塑剂、着色剂和稳定剂等材料，经混炼、塑化，并在一定压力和温度下制成的。①树脂。树脂在塑料中主要起胶结作用，通过胶结作用把填充料等胶结成坚实整体。因此，塑料的性质主要取决于树脂的性质。②填料。填料又称填充剂，填料常占塑料组成的40%～70%。其作用是提高塑料的强度和刚度，减少塑料在常温下的蠕变（又称冷流）现象及提高热稳定性，对降低塑料制品的成本、增加产量有显著的作用，并可提高塑料制品的耐磨性、导热性、导电性及阻燃性，改善加工性能。③增塑剂。增塑剂的作用是提高塑料加工时的可塑性及流动性；改善塑料制品的柔韧性。常用的增塑剂为酯类和酮类等。④着色剂。着色剂的种类按其在着色介质中或水中的溶解性分为染料和颜料两大类。颜料分为有机和无机两种，与染料相比，其突出的特点是不溶于被着色介质或水中。在塑料制品中，常用的是无机颜料。无机颜料不仅对塑料具有着色性，同时又兼有填料和稳定剂的作用。如炭黑既是颜料，又有光稳定作用。⑤稳定剂。2）工程中常用塑料制品。①热塑性塑料。a低密度聚乙烯（LDPE）。又称为高压聚乙烯。它是高纯度乙烯在高压（130～250MPa）、高温（160～330℃）和引发剂存在下经聚合而制得的。低密度聚乙烯具有质轻、吸湿性小、电绝缘性好、延伸性和透明性强、耐寒性好和化学稳定性强等特点，但其强度低、耐老化性能较差。一般用作耐蚀材料、小荷载零件（齿轮、轴承）及电缆包皮等。低密度聚乙烯是可燃物，其粉尘在空气中可燃烧、爆炸，故在储存和运输中应严防火种和高温。b高密度聚乙烯（HDPE）。又称为低压聚乙烯。它是乙烯在催化剂存在下聚合制得。高密度聚乙烯具有良好的耐热性和耐寒性，力学性能优于低密度聚乙烯，介电性能优良，但略低于低密度聚乙烯，耐磨性及化学稳定性良好，能耐多种酸、碱、盐类腐蚀，吸水性和水蒸汽渗透性很低，但耐老化性能较差，表面硬度高，尺寸稳定性好。高密度聚乙烯主要用于制作单口瓶、运输箱、储罐、电缆护套、压力管道等。c聚丙烯（PP）。聚丙烯是由丙烯聚合而得的结晶型热塑性塑料。聚丙烯具有质轻、不吸水，介电性、化学稳定性和耐热性良好（可在100℃以上使用。若无外力作用，温度达到150℃时不会发生变形），力学性能优良，但是耐光性能差，易老化，低温韧性和染色性能不好。聚丙烯主要用于制作受热的电气绝缘零件、防腐包装材料以及耐腐蚀的（浓盐酸和浓硫酸除外）化工设备，如法兰、齿轮、风扇叶轮、泵叶轮、接头、各种化工容器、管道、阀门配件、泵壳等。使用温度为-30～100℃。d聚氯乙烯（PVC）。聚氯乙烯刚度和强度比聚乙烯高，常见制品有硬、软两种。加入增塑剂的为软聚氯乙烯，未加的为硬聚氯乙烯。后者密度小，抗拉强度较好，有良好的耐水性、耐油性和耐化学药品侵蚀的性能。因此，硬聚氯乙烯塑料常被用来制作化工、纺织等工业的废气排污排毒塔，以及常用于气体、液体输送管。另外，硬聚氯乙烯塑料板在常温下容易加工，又有良好的热成型性能，工业用途很广。软聚氯乙烯塑料常制成薄膜，用于工业包装等，但不能用来包装食品，因增塑剂或稳定剂有毒，能溶于油脂中，污染食品。e聚四氟乙烯（PTFE，F-4）。聚四氟乙烯俗称塑料王，它是由四氟乙烯用悬浮法或分散法聚合而成，具有非常优良的耐高、低温性能，可在-180～260℃的范围内长期使用。几乎耐所有的化学药品，在侵蚀性极强的王水中煮沸也不起变化，摩擦系数极低，仅为0.04。聚四氟乙烯不吸水、电性能优异，是目前介电常数和介电损耗最小的固体绝缘材料。缺点是强度低、冷流性强。主要用于制作减摩密封零件、化工耐蚀零件、热交换器、管、棒、板制品和各种零件，以及高频或潮湿条件下的绝缘材料；分散法聚四氟乙烯可制成薄壁管、细棒、异型材、电线和电缆包覆层。f聚苯乙烯（PS）。聚苯乙烯具有较大的刚度。聚苯乙烯密度小，常温下较透明，几乎不吸水，具有优良的耐蚀性，电阻高，是很好的隔热、防震、防潮和高频绝缘材料。缺点是耐冲击性差，不耐沸水，耐油性有限，但可改性。可用以制造电子工业中的仪表零件、设备外壳；化工中的储槽、管道、弯头等。gABS。普通ABS是丙烯腈、丁二烯和苯乙烯的三元共聚物。具有“硬、韧、刚”的混合特性，综合机械性能良好。。丙烯腈的增加，可提高塑料的耐热、耐蚀性和表面硬度；丁二烯可提高弹性和韧性；苯乙烯则可改善电性能和成型能力。h聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。俗称亚克力或有机玻璃，其透明度比无机玻璃还高，透光率达92%；密度只有后者的一半，为1.18g/cm3。机械性能比普通玻璃高得多（与温度有关），拉伸强度为50~80MN/m2。抗稀酸、稀碱、润滑油和碳氢燃料的作用，在自然条件下老化发展缓慢。在80℃开始软化，在105~150℃间塑性良好，可以进行成型加工。缺点是表面硬度不高，易擦伤。由于导热性差和热膨胀系数大，易在表面或内部引起微裂纹，因而比较脆。此外，易溶于有机溶液中。②热固性塑料a酚醛树脂（PF）b环氧树脂（EP）c呋喃树脂d不饱和聚酯树脂了解以上各种塑料的主要特性。（2）橡胶1）天然橡胶（NR）2）丁基橡胶（IIR）3）氯丁橡胶（CR）4）氟硅橡胶（MFQ）了解以上各种橡胶的主要特性。（3）合成纤维合成纤维具有强度高、密度小、耐磨和不霉不腐等特点，广泛用于制作衣料。在工农业生产、交通运输及国防建设上也发挥了很大作用。例题1.聚苯乙烯属于一种热塑性塑料，其主要特点包括（）。A.具有较大的刚度和较高的密度B.具有优良的耐蚀性，几乎不吸水C.具有良好的隔热、防振和高频耐缘性能D.耐冲击性差，不耐沸水，耐油性有限【答案】BCD【解析】聚苯乙烯具有较大的刚度，其密度小，常温下透明，几乎不吸水，具有优良的耐蚀性，电阻高，是很好的隔热、防振、防潮和高频绝缘材料。缺点是耐冲击性差，不耐沸水，耐油性有限，但可改性。例题2.在高分子材料的特性中，比较突出的性能为（）。A．比强度低B．导热系数大C．减摩、耐磨性好D．不易老化答案：C．减摩、耐磨性好解析：高分子材料的基本性能及特点（1）质轻。密度平均为1.45g/cm3，约为钢的l/5，铝的1/2；（2）比强度高。接近或超过钢材，是一种优良的轻质高强材料；（3）有良好的韧性。高分子材料在断裂前能吸收较大的能量；（4）减摩、耐磨性好。有些高分子材料在无润滑和少润滑的条件下，它们的耐磨、减摩性能是金属材料无法比拟的；（5）电绝缘性好。电绝缘性可与陶瓷、橡胶媲美；（6）耐蚀性。化学稳定性好，对一般的酸、碱、盐及油脂有较好的耐腐蚀性；（7）导热系数小。如泡沫塑料的导热系数只有0.02～0.046W/（m·K），约为金属的1/1500，是理想的绝热材料；（8）易老化。高分子材料在光、空气、热及环境介质的作用下，分子结构会产生逆变，机械性能变差，寿命缩短；（9）易燃。塑料不仅可燃，而且燃烧时发烟，产生有毒气体；（10）耐热性。高分子材料的耐热性是指温度升高时其性能明显降低的抵抗能力。主要包括机械性能和化学性能两方面，而一般多指前者，所以耐热性实际常用高分子材料开始软化或变形的温度来表示。（11）刚度小。如塑料弹性模量只有钢材的1/10～1/20，且在长期荷载作用下易产生蠕变。但在塑料中加入纤维增强材料，其强度可大大提高，甚至可超过钢材。例题3.安装工程中常用的聚苯乙烯（PS）材料，其使用特征有（）。A．具有较大的刚度B．不耐沸水C．耐油性好D．高频绝缘性好【答案】ABD【解析】聚苯乙烯密度小，常温下较透明，几乎不吸水，具有优良的耐蚀性，电阻高，是很好的隔热、防震、防潮和高频绝缘材料。缺点是耐冲击性差，不耐沸水，耐油性有限，但可改性。例题4.在热塑性工程塑料中，具有质轻、不吸水，介电性、化学稳定性、耐热性、力学性能优良等特点，但是耐光性能差，易老化、低温韧性和染色性能不好。此种塑料为（）。A．聚丙烯B．聚氯乙烯C．低密度聚乙烯D．高密度聚乙烯答案：A解析：这道题的考点是高分子材料中常用塑料的性能。聚丙烯具有质轻、不吸水，介电性、化学稳定性和耐热性良好（可在100℃以上使用。若无外力作用，温度达到150℃时也不会发生变形），力学性能优良，但是耐光性能差，易老化，低温韧性和染色性能不好。聚丙烯主要用于制作受热的电气绝缘零件、汽车零件、防腐包装材料以及耐腐蚀的（浓盐酸和浓硫酸除外）化工设备，如法兰、齿轮、风扇叶轮、泵叶轮、接头、把手和汽车方向盘调节盖、各种化工容器、管道、阀门配件、泵壳等。使用温度为-30~100℃。三、复合材料（一）复合材料组成、分类和特点复合材料中至少包括基体相和增强相两大类。基体相起粘结、保护增强相并把外加荷载造成的应力传递到增强相上去的作用，基体相可以由金属、树脂和陶瓷等构成，在承载中，基体相承受应力作用的比例不大；增强相是主要承载相，并起着提高强度（或韧性）的作用，增强相的形态各异，有纤维状、细粒状和片状等。与普通材料相比，复合材料具有许多特性，可改善或克服单一材料的弱点，充分发挥各材料的优势，并赋予材料新的性能；可按照构件的结构和受力要求，给出预定的分布合理的配套性能，进行材料最佳性能设计等。具体表现在：（1）高比强度和高比模量。（2）耐疲劳性高。（3）抗断裂能力强。（4）减振性能好。（5）高温性能好，抗蠕变能力强。（6）耐腐蚀性好。（7）较优良的减摩性、耐磨性、自润滑性和耐蚀性。同时由于复合材料构件制造工艺简单，表现出良好的工艺性能，适合整体成型。在制造复合材料的同时，也就获得了制件，从而减少了零部件、紧固件和接头的数目，并可节省原材料和工时。（二）复合材料基体（1）树脂基体。树脂基复合材料是复合材料中最主要的一类，通常称为增强塑料。（2）金属基体。金属基复合材料主要有三类：颗粒增强、短纤维或晶须增强、连续纤维或薄片增强。多种金属及其合金可用作基体材料。（3）陶瓷基体。制作陶瓷基复合材料的主要目的是增加韧性。适用陶瓷基复合材料的基体材料主要有氧化物陶瓷基体（氧化铝陶瓷基体和氧化锆陶瓷基体等）。非氧化物陶瓷基体（氮化硅陶瓷基体、氮化铝陶瓷基体、碳化硅陶瓷基体及石英玻璃）（三）复合材料增强体（1）纤维增强体。（2）颗粒增强体。（3）片状增强体。（四）复合材料应用第二节安装工程常用材料一、型材﹑板材和管材（一）型材（二）板材1．钢板2．铝合金板延展性能好，适宜咬口连接、耐腐蚀，且具有传热性能良好，在摩擦时不易产生火花的特性，所以铝合金板常用于防爆的通风系统。3．塑料复合钢板（三）管材1．金属钢管（1）无缝钢管。1）一般无缝钢管。主要适用于高压供热系统和高层建筑的冷、热水管和蒸汽管道以及各种机械零件的坯料，通常压力在0.6MPa以上的管路都应采用无缝钢管。2）锅炉及过热器用无缝钢管。其外径和壁厚尺寸应符合《低中压锅炉用无缝钢管》（GB3087-2008）和《高压锅炉用无缝钢管》（GB5310-2008）的规定。如用10或20优质碳素结构钢制造的无缝钢管，工作温度≤450℃，工作压力≤2.5MPa，多用于过热蒸汽和高温高压热水管。热轧无缝钢管通常长度为3.0～12.0m，冷拔无缝钢管通常长度为3.0～10.0m。锅炉用高压无缝钢管是用优质碳素钢和合金钢制造，质量比一般锅炉用无缝钢管好，可以耐高压和超高压。用于制造锅炉设备与高压超高压管道，也可用来输送高温、高压汽、水等介质或高温高压含氢介质。3）不锈钢无缝钢管。它们主要用于化工、石油和机械用管道的防腐蚀部位，以及输送强腐蚀性介质、低温或高温介质以及纯度要求很高的其他介质。（2）焊接钢管。钢管的理论重量（钢的密度为7.85g/cm3）按下式计算：W=0.0246615×（D－t）×t（1.2.1）式（1.2.1）中：W——钢管的单位长度理论重量，(kg/m）；D——钢管的外径，（mm）；t——钢管的壁厚，（mm）。1）直缝电焊钢管按材料状态分为：软状态钢管（R），低硬状态钢管（DY）。直缝电焊钢管主要用于输送水、暖气和煤气等低压流体和制作结构零件等。电线套管是用易焊接的软钢制造的，它是保护电线用的薄壁焊接钢管。2）螺旋缝钢管。螺旋缝钢管按照生产方法可以分为单面螺旋缝焊管和双面螺旋缝焊管两种。单面螺旋缝焊管用于输送水等一般用途，双面螺旋焊管用于输送石油和天然气等特殊用途。3）双层卷焊钢管。是用优质冷轧钢带经双面镀铜，纵剪分条、卷制缠绕后在还原气氛中钎焊而成，它具有高的爆破强度和内表面清洁度，有良好的耐疲劳抗震性能。双层卷焊钢管适于汽车和冷冻设备、电热电器工业中的刹车管、燃料管、润滑油管、加热或冷却器等。（3）合金钢管。合金钢管用于各种锅炉耐热管道和过热器管道等。合金钢强度高，在同等条件下采用合金钢管可达到节省钢材的目的。（4）铸铁管。铸铁管分给水铸铁管和排水铸铁管两种。其特点是经久耐用，抗腐蚀性强、质较脆，多用于耐腐蚀介质及给排水工程。铸铁管的连接形式分为承插式和法兰式两种。给水承插铸铁管分为高压管（P<1.0MPa）、普压管（P<0.75MPa）和低压管（P<0.45MPa）。排水承插铸铁管，适用于污水的排放，一般都是自流式，不承受压力。双盘法兰铸铁管的特点是装拆方便，工业上常用于输送硫酸和碱类等介质。（5）有色金属管1）铅及铅合金管。铅管在化工、医药等方面使用较多，其耐蚀性能强，用于输送15%～65%的硫酸、二氧化硫、60%氢氟酸、浓度小于80%的醋酸，但不能输送硝酸、次氯酸、高锰酸钾和盐酸。铅管最高工作温度为200℃，当温度高于140℃时，不宜在压力下使用。铅管的机械性能不高，但自重大，是金属管材中最重的一种。2）铜及铜合金。铜管的导热性能良好，适用工作温度在250℃以下，多用于制造换热器、压缩机输油管、低温管道、自控仪表以及保温拌热管和氧气管道等。3）铝及铝合金管。铝管多用于耐腐蚀性介质管道，食品卫生管道及有特殊要求的管道。铝管输送的介质操作温度在200℃以下，当温度高于160℃时，不宜在压力下使用。铝管的特点是重量轻，不生锈，但机械强度较差，不能承受较高的压力，铝管常用于输送浓硝酸、醋酸、脂肪酸、过氧化氢等液体及硫化氢、二氧化碳气体。它不耐碱及含氯离子的化合物，如盐水和盐酸等介质。4）钛及钛合金管。钛管具有重量轻、强度高、耐腐蚀性强和耐低温等特点，常被用于其它管材无法胜任的工艺部位。2．非金属管材（1）混凝土管。混凝土管有预应力钢筋混凝土管和自应力钢筋混凝土管两种。主要用于输水管道，管道连接采取承插接口，用圆形截面橡胶圈密封。（2）陶瓷管。陶瓷管分普通陶瓷管和耐酸陶瓷管两种。一般都是承插接口。普通陶瓷管多用于建筑工程室外排水管道。耐酸陶瓷管用于化工和石油工业输送酸性介质的工艺管道，以及工业中蓄电池间酸性溶液的排水管道等。耐酸陶瓷管耐腐蚀，用于输送除氢氟酸、热磷酸和强碱以外的各种浓度的无机酸和有机溶剂等介质。（3）玻璃管。玻璃管具有表面光滑，不易挂料，输送流体时阻力小，耐磨且价格低廉，并具有保持产品高纯度和便于观察生产过程等特点。用于输送除氢氟酸、氟硅酸、热磷酸和热浓碱以外的一切腐蚀性介质和有机溶剂。（4）玻璃钢管。玻璃钢管质量轻、隔热，耐腐蚀性好，可输送氢氟酸和热浓碱以外的腐蚀性介质和有机溶剂。（5）石墨管。石墨管热稳定性好，能导热、线膨胀系数小，不污染介质，能保证产品纯度，抗腐蚀，具有良好的耐酸性和耐碱性，主要用于高温耐腐蚀生产环境中。（6）铸石管。铸石管的特点是耐磨、耐腐蚀，具有很高的抗压强度。多用于承受各种强烈磨损、强酸和碱腐蚀的地方。（7）橡胶管。橡胶具有较好的物理机械性能和耐腐蚀性能。（8）塑料管。1）硬聚氯乙烯（UPVC）管。硬聚氯乙烯管分轻型管和重型管两种，其直径范围为8.0～200.0mm。硬聚氯乙烯管具有耐腐蚀性强、重量轻、绝热、绝缘性能好和易加工安装等特点。可输送多种酸、碱、盐和有机溶剂。使用温度范围为-10～40℃，最高温度不能超过60℃。使用的压力范围为轻型管在0.6MPa以下，重型管在1.0MPa以下，硬聚氯乙烯管使用寿命较短。硬聚氯乙烯管材的安装采用承插、法兰、丝扣和热熔焊接等方法。2）氯化聚氯乙烯（CPVC）管。该管与其它塑料管材相比具有刚性高、耐腐蚀、阻燃性能好、导热性能低、热膨胀系数低及安装方便等特点。3）聚乙烯管（PE管）。PE管材无毒、质量轻、韧性好、可盘绕，耐腐蚀，在常温下不溶于任何溶剂，低温性能、抗冲击性和耐久性均比聚氯乙烯好。目前PE管主要应用于饮用水管、雨水管、气体管道、工业耐腐蚀管道等领域。PE管强度较低，适宜于压力较低的工作环境，且耐热性能不好，不能作为热水管使用。4）超高分子量聚乙烯（UHMWPE）是指分子量在150万以上的线型结构PE（普通PE的分子量仅为2~30万）。UHMWPE管的许多性能是普通塑料管无法相比的，耐磨性为塑料之冠，断裂伸长率可达410%~470%，管材柔性、抗冲击性能优良，低温下能保持优异的冲击强度，抗冻性及抗振性好，摩擦系数小，具有自润滑性，耐化学腐蚀，热性能优异，可在-169~110℃下长期使用，最适合于寒冷地区。UHMWPE管适用于冷热水管道、化工管道、气体管道等。5）交联聚乙烯管（PEX管）。PEX管耐温范围广（-70~110℃）、耐压、化学性能稳定、重量轻、流体阻力小、安装简便、使用寿命长，且无味、无毒。其连结方式有：夹紧式、卡环式、插入式三种。PEX管适用于建筑冷热水管道、供暖管道、雨水管道、燃气管道以及工业用的管道等。聚丙烯管（PP）。PP管材无毒，价廉，但抗冲击强度差。通过共聚合的方法使聚丙烯改性，可提高管材的抗冲击强度等性能。改性聚丙烯管有三种，即均聚共聚聚丙烯管（PP-H）、嵌段共聚聚丙烯管（PP-B）、无规共聚聚丙烯管（PP-R）。PP-R管是第三代改性聚丙烯管。PP-R管是最轻的热塑性塑料管，相对聚氯乙烯管、聚乙烯管来说，PP-R管具有较高的强度，较好的耐热性，最高工作温度可达95℃，在1.0MPa下长期（50年）使用温度可达70℃，另外PP-R管无毒、耐化学腐蚀，在常温下无任何溶剂能溶解，目前它被广泛地用在冷热水供应系统中。但其低温脆化温度仅为-15~0℃，在北方地区其应用受到一定限制。7）聚丁烯（PB）管。聚丁烯管主要用于输送生活用的冷热水，该管具有很高的耐温性、耐久性、化学稳定性、无味、无毒、无嗅，温度适用范围是-30~100℃，具有耐寒、耐热、耐压、不结垢、寿命长（可达50-100年），且能耐老化性能强。 工程塑料（ABS）管。ABS管是丙烯腈、丁二烯、苯乙烯三种单体共聚物组成的热塑性塑料管，具有质优耐用的特性。其中丙烯腈具有耐热性、抗老性、耐化学性；丁二烯具有耐撞击性、高坚韧性、低温性能好的特点；苯乙烯具有施工容易及管面光滑之特性。工程塑料管用于输送饮用水、生活用水、污水、雨水，以及化工、食品、医药工程中的各种介质。目前还广泛用于中央空调、纯水制备和水处理系统中的各用水管道，但该管道对于流体介质温度一般要求＜60℃。8）耐酸酚醛塑料管。耐酸酚醛塑料是一种具有良好耐腐蚀性和热稳定性的非金属材料，是用热固性酚醛树脂为粘合剂，耐酸材料如石棉、石墨等作填料制成。它用于输送除氧化性酸（如硝酸）及碱以外的大部分酸类和有机溶剂等介质，特别能耐盐酸、低浓度和中等浓度硫酸的腐蚀。3．复合材料管材（1）铝塑复合管。铝塑复合管按聚乙烯材料不同分为两种：适用于热水的交联聚乙烯铝塑复合管和适用于冷水的高密度聚乙烯铝塑复合管。铝塑复合管规格为Ф14～Ф32，采用夹紧式铜配件连结，主要用于建筑内配水支管和热水器管。（2）钢塑复合管。管材规格为Φ15～Φ150，以铜配件丝扣连结，使用水温为50℃以下，多用作建筑给水冷水管。（3）钢骨架聚乙烯（PE）管。管径为Φ50～Φ500，法兰连结，主要用于市政和化工管网。（4）涂塑钢管。它不但具有钢管的高强度、易连接、耐水流冲击等优点，还克服了钢管遇水易腐蚀、污染、结垢及塑料管强度不高、消防性能差等缺点，设计寿命可达50年。主要缺点是安装时不得进行弯曲、热加工和电焊切割等作业。（5）玻璃钢管（FRP管）。采用合成树脂与玻璃纤维材料,使用模具复合制造而成，耐酸碱气体腐蚀，表面光滑，重量轻，强度大，坚固耐用，制品表面经加强硬度及防紫外线老化处理，适用于输送潮湿和酸碱等腐蚀性气体的通风系统，可输送氢氟酸和热浓碱以外的腐蚀性介质和有机溶剂。（6）硬聚氯乙烯/玻璃钢（UPVC/FRP）复合管。该复合管材和管件价格低廉，安装维修方便，使用寿命长，管道内表面光滑，摩擦阻力小，耐腐蚀性、耐温性、耐压性、耐磨性好，可设计性、界面的粘结力强，抗冲击性好，流体阻力小，无电化学腐蚀等优点。产品广泛用于油田、化工、机械、冶金、轻工、电力等行业，该材料管道有化学介质输送管，氯碱工业工艺管，污水处理及输送管道，化学较高要求介质输送管，热能输送管、海水输送管，冶金工业化学介质输送管，水电站压力水管、发电厂循环水管等。例题1．与其他塑料管材相比，某塑料管材具有刚性高、耐腐蚀、阻燃性能好、导热性能低、热膨胀系数低及安装方便等特点，是现今新型的冷热水输送管道。此种管材为（）。A.交联聚乙烯管B.超高分子量聚乙烯管C.氯化聚氯乙烯管D.无规共聚聚丙烯管【答案】C【解析】氯化聚氯乙烯冷热水管道是现今新型的输水管道。该管与其他塑料管材相比，具有刚性高、耐腐蚀、阻燃性能好、导热性能低、热膨胀系数低及安装方便等特点。例题2．与聚乙烯管（PE管）相比，交联聚乙烯管（PEX管）的主要优点有（）。A．耐压性能好 B．韧性好C．可用于冷、热水管道 D．可用于供暖及燃气管道答案：ACD解析：PEX管耐温范围广（-70~110℃）、耐压、化学性能稳定、重量轻、流体阻力小、安装简便、使用寿命长，且无味、无毒。其连结方式有：夹紧式、卡环式、插入式三种。PEX管适用于建筑冷热水管道、供暖管道、雨水管道、燃气管道以及工业用的管道等。例题3．双盘法兰铸铁管常应用于（）。A．室外给水工程B．室外排水工程C．水处理厂输送污水D．输送硫酸及碱类介质【答案】D【解析】双盘法兰铸铁管的特点是装拆方便，工业上常用于输送硫酸和碱类等介质。例题4．某钢管外径为32mm，壁厚为2mm，长度为2m，该钢管的质量应为()。A．1．55kgB．2．82kgC．2．96kgD．3．11kg答案：C解析：这道题的考点是钢管的每米理论质量。镀锌钢管的每米重量（钢的密度为7.85g/cm3）按下式计算：W=0.0246615×（D-t）×t=0.0246615×（32-2）×2=1.48(kg/m）该钢管的质量=1.48×2=2.96kg例题5.当高层建筑物内的冷、热水管和蒸汽管道，采用一般无缝钢管时，其工作压力的最低标准应为（）。A．大于0.6MpaB．大于0.8MpaC．大于1.0MpaD．大于1.2Mpa答案：A解析：本题考点是管材的性能和用途，具体考的是一般无缝钢管。一般无缝钢管主要适用于高压供热系统和高层建筑的冷、热水管和蒸汽管道以及各种机械零件的坯料，一般在0.6MPa气压以上的管路都应采用无缝钢管。例题6.铝管多用于耐腐蚀性介质管道、食品卫生管道