发表时间：2019-7-1 14:28:59 编辑：luopiaopiao
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第一章 安装工程材料
第一节建设工程材料
一、金属材料
(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：含碳量<2.0%的铁合金;
生铁：含碳量>2.0%的铁合金称。
1. 钢的分类和用途
(1)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。
有害元素：硫、磷。磷：冷脆性，硫：热脆性。
有益元素：硅、锰。钢材强度、硬度提高，塑性、韧性不显著降低。
钢材的力学性能取决于钢材的成分和金相组织。
【例2】(2015)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。
2.工程中常用钢及其合金的性能特点
1)普通碳素结构钢。
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。
生产工艺简单，良好工艺性能、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。
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，含硫、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，广泛应用于机械制造。分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。
低碳钢强度和硬度低，但塑性和韧性高，加工性和焊接性能优良，用于制造承载较小和要求韧性高的零件以及小型渗碳零件;
中碳钢强度和硬度较高，塑性和韧性较低，切削性能良好，但焊接性能较差，冷热变形能力良好，主要用于制造荷载较大的机械零件。
3)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，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。
Q295具有良好的塑性、韧性、冷弯性能、冷热压力加工性能和焊接性能，且有一定的耐蚀性能。用于制造各种容器、螺旋焊管、建筑结构、车辆用冲压件和船体等;
Q345具有综合力学性能、耐低温冲击韧性、焊接性能和冷热压加工性能，用于建筑结构、化工容器和管道、起重机械和鼓风机等。
4)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。
5)不锈耐酸钢。
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。
3.铸铁的分类和用途
铸铁与钢相比，特点是碳、硅含量高，杂质含量也较高。磷：提高耐磨性;硫：有害元素;锰和硅都是铸铁中的重要元素。铸铁的组织特点是含有石墨。(1)铸铁分类
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。
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、非金属材料
(一)无机非金属材料
1.耐火材料。常用的耐火材料有耐火砌体材料、耐火水泥及耐火混凝土。
2. 耐火隔热材料(耐热保温材料)。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。
(1)硅藻土耐火隔热保温材料。
目前应用最多、最广的耐火隔热保温材料。可减少热损失，降低燃料消耗，减薄炉墙厚度，减轻炉体重量，降低工程造价，缩短窑炉周转时间，提高生产效率。
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。
(2)硅酸铝耐火纤维
轻质耐火材料，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. 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。
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。
(2)石墨。分为天然石墨和人造石墨，石墨具有高熔点(3700℃)，在高温下有高的机械强度。良好的化学稳定性，甚至在熔融的碱中也很稳定。
不透性石墨作为耐腐蚀的非金属无机材料，用于制造各种类型的热交换器、盐酸合成炉、膜式吸收器、管道、管件、阀门、泵类以及衬里用的砖板等。
(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。
硅酸盐玻璃具有较好的光泽、透明度、化学稳定性和热稳定性强、机械强度高、硬度大、电绝缘性强，但可溶解于氢氟酸。一般用于制造化学仪器、高级玻璃制品、无碱玻璃纤维和绝缘材料等。
4. 陶瓷材料
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。
(二)复合材料基体
(1)树脂基体
(2)金属基体
(3)陶瓷基体
(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
