一建机电知识点：金属材料的类型及应用

知识点：金属材料的类型及应用

【知识点内容】

一、黑色金属材料的类型及应用

（一）碳素结构钢

1、 碳素结构钢的分级

按照碳素结构钢屈服强度的下限值将其分为四个级别，其钢号对应为Q195 ~Q275。

2、 碳素结构钢的特性及用途

碳素结构钢具有良好的塑性和韧性，易于成型和焊接。

例如，Q235 可用于大量生产钢板、型钢、钢筋，用以建造高压输电铁塔、桥梁、厂房屋架等，其中C 、D 级钢含硫、磷量低，相当于优质碳素钢，适用于制造对可焊性及韧性要求较高的工程结构机械零部件。

（二）低合金结构钢

1、低合金结构钢的分级

根据屈服强度划分，其共有Q345 ~Q690 八个强度等级。

2、低合金结构钢的特性及用途

（1）低合金结构钢是在普通钢中加入微量合金元素，而具有高强度、高韧性、良好的冷成型和焊接性能、低的冷脆转变温度和良好的耐蚀性等综合力学性能。（2014年案例）

（2） 低合金结构钢主要适用于桥梁、钢结构、锅炉汽包、压力容器、压力管道、船舶、车辆、重轨和轻轨等制造。（2011年多选）

（三）铸钢和铸铁

1、 铸钢

铸钢分碳素铸钢、合金铸钢等类型。

例如，轧钢钢机机架通常选用碳素铸钢制造加工 ，吊车所用的齿轮一般均采用合金铸钢件。

2、 铸铁

普通罩壳、阀壳等强度要求不高，可采用灰铸铁制造；液压泵壳体强度有较高要求，可采用孕育铸铁；汽车发动机凸轮轴常用球墨铸铁制造。

（四）特殊性能低合金高强度钢

主要包括：耐候钢、耐热钢、低合金高强度钢、耐磨钢、耐海水腐蚀钢、工程机械用钢、低温用钢、钢轨钢等。

（五）钢材的类型及应用

1、 型钢        2、 板材        3、  管材

电站锅炉钢架的立柱——H 型钢，刚性梁——工字钢。

高压锅炉的汽包材料——低合金钢，中低压锅炉的汽包——专用锅炉钢制造。

锅炉水冷壁和省煤器使用的无缝钢管一般采用优质碳素钢管或低合金钢管；过热器和再热器采用15CrMo或12Cr1MoV等材质的无缝钢管。

二、有色金属的类型及应用

有色金属的种类很多，密度大于4、5g/cm3 的金属称为重金属，如铜、锌、镍等；密度小于等于4、5g/cm3 的金属称为轻金属，如铝、镁、钛等。

（1）铜及铜合金的特性及应用

纯铜具有良好的导电性、导热性以及优良的焊接性能，纯铜强度不髙，硬度较低，塑性好。主要用作导体、制造抗磁性干扰的仪器和仪表零件。

铜合金还具有较高的强度 ，而且塑性很好，容易冷、热成型，易焊接。

例如，机电设备冷凝器、散热器、热交换器、空调器等——黄铜；轴承、轴套等耐磨零件和弹簧等弹性元件，以及抗蚀、抗磁零件等——锡青铜；船舶仪器零件、化工机械零件及医疗器械等——白铜。

三、常用金属复合材料的类型及应用（2018新增）

（一）金属基复合材料

2、金属基复合材料的特点及用途

金属基复合材料具有高比强度、高比模量、尺寸稳定性、耐热性等主要性能特点。用于制造各种航天、航空 、汽车、电子、先进武器系统等高性能结构件。

（二）金属层状复合材料的分类及用途

1、金属层状复合材料的分类。包括钛钢、铝钢、铜钢、钛不锈钢、镍不锈钢、不锈钢碳钢等复合材料。

2、金属层状复合材料的特点。具有耐腐蚀 、耐高温、耐磨损、导热导电性好、阻尼减振、电磁屏蔽，且制造成本低等特点。

3、金属层状复合材料的用途。用于压力容器、储罐、航天、航空零部件等。

（三）金属与非金属复合材料的特点及用途

1、 钢塑复合管。它既有钢管的强度和刚度，又有塑料管的耐化学腐 蚀 ，具有无污染、不混生细菌、内壁光滑、不积垢、水阻小、施工方便、成本低等优点。

2、 铝塑复合管。有与金属管材相当的强度，具有电屏蔽和磁屏蔽作用 、隔热保温性好、重量轻、寿命长、施工方便、成本低等优点。

【希赛点拨】该知识点掌握每种材料的应用，黑色金属材料中重点掌握钢的分类及用途。

【典型例题】

1、有色金属中的重金属包括（  ）

A．钛合金

B．钛合金

C．锌合金

D．镁合金

E．镍合金

【答案】ACE

2、电站锅炉炉墙上型钢制作的刚性梁通常采用（  ）制成。

A．工字钢

B．T型钢

C．角钢

D．槽钢

【答案】A

3、该项目的厂房钢结构选用了低合金结构钢，在采购时，钢厂只提供了高强度、高韧性的综合力学性能。

【问题】钢厂提供的低合金结构钢还应有哪些综合力学性能？

【答案】低合金结构钢是在普通钢中加入微量合金元素，不但有高强度、高韧度等力学性能，还有良好的冷却成形和焊接性能、低的冷脆转变温度和良好的耐蚀胜等综合力学性能。

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