第02讲造价安装1v1基础专题一建设工程材料（二）

朽木易折，金石可镂。千里之行，始于足下。第页/共页（二）有色金属材料1.有色金属及其合金牌号表示主意2.工程中常用有色金属的性能和特点序号名称释义特点1镍及其合金苛刻腐蚀环境下较理想的金属材料，耐热性。耐蚀性优异的镍基耐蚀合金。性能良好，尤其塑、韧性优良，能适应多种腐蚀环境。应用于压力容器、换热器2钛及其合金主要特性：（轻）密度小，比强度高，硬度高，耐蚀性优良①钛在高温下化学活性极高。在大气中工作的钛及其合金仅在540℃以下具有良好的耐热性；做热交换器。②钛具有较好的低温性能，可做低温材料。③常温下具有抗腐蚀性能，但在任何浓度的氢氟酸中均能疾驰溶解（强调）。用于飞机、导弹、航天和舰船，且民用推广。3铅及铅合金熔点低，耐磨,耐腐蚀，抗X射线能力强，塑性好，强度低①对硫酸、磷酸、亚硫酸、铬酸和氢氟酸等则有良好的耐蚀性。②不耐硝酸的腐蚀，在盐酸中也不稳定。4镁及镁合金密度小，且强度不变，但比强度和比刚度高，承受大的冲击荷载，良好的机械加工性能和抛光性能优点：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。缺点：耐蚀性较差、缺口敏感性大及熔铸工艺复杂。5铝及铝合金密度小，比强度高，耐蚀性好，导电、导热、反光性能良好，磁化率极低，塑性好，易加工成型和铸造各种零件铝合金具有较高强度，同时保持良好的加工性能。许多铝合金不仅可通过冷变形提高强度，且可用热处理改善性能。总结：常用有色金属及其合金中，有优良耐蚀性能有镍及其合金、钛及其合金和铅及其合金，镁及镁合金耐腐蚀较差。二、非金属材料包括无机非金属材料和高分子材料。（一）无机非金属材料序号名称释义特点1耐火材料直接与火焰接触，是冶炼炉和锅内衬基础材料；其中耐火砌体材料按化学特性分为酸性、中性和碱性①酸性耐火材料。硅砖和黏土砖为代表。②中性耐火材料：一种是高铝制品（硅砖），一种碳质制品碳质制品优点：热膨胀系数较低，导热性高，耐热震性能好，高温强度高，在高温下持久使用也不软化，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：在高温下易氧化，不宜在氧化气氛中使用。碳质制品广泛用于高温炉炉衬（炉底、炉缸、炉身下部等）③碱性耐火材料。以镁质制品为代表2耐热保温暖绝热材料重要筑炉材料；常用隔热材料：硅藻土、蛭石、玻璃纤维（矿渣棉）、石棉及制品板、管、砖特点：气孔率高、耐高温及保温性能好、密度小。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，缩短窑炉周转时光，提高生产效率。硅藻土砖、板用于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3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铸石优点：优良的耐磨与耐化学腐蚀性、绝缘性及较高的抗压性能。缺点：铸石脆性大、承受冲击荷载的能力低。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，不但可约金属材料、降低成本，而且能有效地提高设备的使用寿命。石墨分天然石墨和人造石墨①具有极高的导热性能。有高熔点（3700℃），在高温下有高的机械强度。②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。导热系数比碳钢大两倍多，常用来发明传热设备。③有良好的化学稳定性。强氧化性的酸（如硝酸、铬酸、发烟硫酸和卤素）不稳定，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。④不透性石墨：优点导热性优良、温差急变性好、易于机械加工、耐腐蚀性好。缺点：机械强度较低、价格较贵。应用：发明各种类型的热交换器、管道、管件、阀门、泵类以及衬里用的砖板等。硅藻土（二）高分子材料按机械性能和使用状态分：塑料、橡胶、合成纤维3.工程中常用高分子材料（1）塑料1）塑料的组成：以合成树脂为基本材料，再按一定比例参加填料、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。①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，塑料的性质主要取决于树脂的性质。②填料又称填充剂，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、增强产量有显著的作用，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。2）工程中常用塑料制品分成热塑性和热固性塑料。名称分类释义内容工程中常用塑料制品热塑性塑料8种聚丙烯（PP）优点：具有质轻，不吸水，介电性、化学稳定性和耐热性良好（100°以上使用），力学性能优良缺点：耐光性能差，易老化，低温韧性和染色性能不好。应用：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。聚四氟乙烯（PTFE、F-4塑料王）优点：异常优良的耐高、低温（-180°至260°）性能。耐所有的化学药品，抗腐蚀性极强（王水中煮沸不变化），摩擦系数极低。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：强度低，冷流性强。用于制作热交换器，以及高频或湿润条件下的绝缘材料（导线和电缆包覆层）；聚苯乙烯(PS)优点：①密度小，常温下透明，几乎不吸水②优良的耐蚀性，电阻高③很好的隔热、防振、防潮和高频绝缘材料。缺点：耐冲击性差，不耐沸水，耐油性有限，可改性。应用：发明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。工程塑料ABS具有“硬、韧、刚”的混合特性，耐热和耐蚀性较好，在-40℃的低温下仍有一定的机械强度。聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）俗称亚克力或有机玻璃优点：无毒环保材料，良好化学稳定性和耐候性。缺点：表面硬度不高，易擦伤。因为导热性差和热膨胀系数大，易在表面或内部引起微裂纹比较脆。易溶于有机溶液中。热固性塑料酚醛树脂(PF)、环氧树脂(EP)、呋喃树脂、不饱和聚酯树脂(UP)（三）复合材料（P19考核相对低）复合材料中至少包括基体相和增强相两大类。其中，增强体包括：①纤维增强体；②颗粒增强体；③片状增强体。名称特点应用复合材料特点：比强度和比模量高、耐疲劳性高、抗断裂性能力强、减震性能好、高温性能好、优良减摩擦、耐磨、耐腐蚀性好如：耐磨性：玻璃纤维增强酚醛树脂复合材料，用于发明耐强酸、盐、酯和化工管道、泵、阀、容器和搅拌器等设备。塑料-钢复合材料组成：聚氯乙烯塑料膜与低碳钢板复合性能：①化学稳定性好，耐酸、碱、油及醇类侵蚀，耐水性好；②塑料与钢材间的剥离强度大于或等于20MPa；③深冲加工时不剥离，冷弯120°不分离开裂；④绝缘性能和耐磨性能良好；⑤具有低碳钢的冷加工性能；塑料-铝合金扩散了铝合金和聚乙烯（交联聚乙烯）的优点。①耐压、抗破碎性能好、质量轻，具有一定的弹性、耐温性能好、防紫外线、抗热老化能力强、耐腐蚀性优异。②常温下不溶于任何溶剂，且隔氧、隔磁、抗静电、抗音频干扰。总结：通用表格，回忆材料特点及应用金属材料黑色金属铁、碳素钢、合金钢有色金属铝、铅、铜、钛、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、聚苯乙烯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、不锈钢包覆钢板等应用塑料一钢复合材料、塑料一铝合金【真题-2013、2014】钢中炭的含量超过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。【习题1】钢中含有少量的碳、硅、锰、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、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。【考点来源】第一章第一节金属材料

【习题2】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，主要用于发明承载较大的零件【答案】B【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。【考点来源】第一章第一节金属材料【真题2014】优质碳素结构钢的塑性和韧性较高，且可以通过加工处理主意得到强化，该主意应为（）。A.热变形强化B.冷变形强化C.热处理强化D.酸洗与钝化【答案】C【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，是广泛应用的机械发明用钢。【真题2015】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，是广泛应用的机械发明用钢。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，是广泛应用的机械发明用钢。【真题2015】钢中含有的碳、硅、锰、硫、磷等元素对钢材性能影响准确的为（）。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】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，是广泛应用的机械发明用钢。【真题2014】铸铁的基体组织是影响其性能的主要因素，受其影响的性能有（）。A.硬度B.韧性和塑性C.抗压强度D.耐磨性【答案】ACD【解析】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尽全不同，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。【真题2017】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、处理工艺容易。此铸铁为()。

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。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。可锻铸铁常用来发明形状复杂、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、处理工艺容易等优点。【考点来源】第一章第一节金属材料

【真题2014】按不锈钢使用状态的金相组织分类，除包括铁素体、奥氏体不锈钢外，还有（）。A.马氏体不锈钢B.铁素体加奥氏体不锈钢C.马氏体加奥氏体不锈钢D.沉淀硬化型不锈钢【答案】ABD【解析】按不锈钢使用状态的金相组织，可分为铁素体、马氏体、奥氏体、铁素体加奥氏体和沉淀硬化型不锈钢五类。【真题2014】具有良好的低温性能，可作为低温材料，常温下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，多用于化工行业，如500℃以下的热交换器。此种金属材料为（）。A.铝及铝合金B.钛及钛合金C.镍及镍合金D.铅及铅合金【答案】B【解析】钛在高温下化学活性极高，异常容易与氧、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疾驰溶解。【真题2015】钛及钛合金具有无数优异的性能，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，异常容易与氧、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疾驰溶解。【真题2015】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，且不能采用热处理主意强化，而只能举行冷变形强化。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。但因为此钢焊接性能不好，故普通不用作焊接件。【真题2016】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】耐蚀（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，它们的耐蚀性能高于金属材料（包括耐酸钢和耐蚀合金），还具有良好的耐磨性和耐热性能，但是脆性大、承受冲击和震动能力差，抗拉强度低。在某些情况下它们是不锈钢和耐蚀合金的理想代用品，用于发明受力小、不受冲击及震动、使用温度不高或温度变化不强烈的容器。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。【真题2017】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。在高温下持久使用也不软化，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。【考点来源】第一章第一节非金属材料【真题2015】它广泛用于电力、冶金、机械、化工和硅酸盐等工业的各种热体表面及各种高温窑炉、锅炉的炉墙保温绝热。此种耐火隔热材料为（）。A.蛭石 B.粘土砖C.硅藻土砖 D.矿渣棉【答案】C【解析】硅藻土砖、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