一级建造师 机电工程常用材料及工程设备

1H411000 机电工程常用材料及工程设备

1H410000 机电工程技术

1H411000 机电工程常用材料及工程设备

1H412000 机电工程专业技术

1H413000 工业机电工程安装技术

1H414000 建筑机电工程施工技术

1H411010 机电工程常用材料

1H411011 常用金属材料的类型及应用

一、黑色金属材料的类型及应用

（一）黑色金属材料的类型

黑色金属（钢铁）材料以黑色矿物质为原料，是以铁和碳为主要元素组成的合金，含碳量一般在2%以下，并含有其他元素的材料。

黑色金属（钢铁）材料通常分为：生铁、钢、半成品和最终产品。

1.生铁：生铁是在熔融条件下可处理成钢或铸铁。

【注】生铁一般以铸锭及类似的固体块或颗粒等形式交货。

2.钢：按化学成分分类为非合金钢、低合金钢、合金钢。

【注1】Q345，Q为屈服强度，345为最小屈服强度值345Mpa。

【注2】牌号中屈服强度后面末尾字母代表质量等级。

3.铸铁：铸铁牌号采用以化学成分或力学性能的表示方法。

4.铸钢：合金铸钢分为耐热铸钢、耐蚀铸钢、耐磨铸钢。

（二）黑色金属材料的应用

1.钢板和钢管

【例如】建筑管道材料的应用

（1）生活污水应使用铸铁管或非金属管材（塑料管、混凝土管）。

（2）雨水管宜使用铸铁管、镀锌和非镀锌钢管或非金属管材。

（3）室内热水供应系统应采用镀锌钢管、铜管和非金属管材。

（4）室内供暖系统应用焊接钢管和镀锌钢管。

（5）室外生活给水管道应采用镀锌管、给水铸铁管、复合管或塑料管。

（6）室外排水管道应采用排水铸铁管和非金属管材。

（7）室外供热管网的管材应按设计要求，设计未注明时，按下列规定：

① 管径小于或等于40mm时，应使用焊接钢管。

② 管径为50-200mm时，应使用焊接钢管或无缝钢管。

③ 管径大于200mm时，应使用螺旋缝焊接钢管。

2.型钢 （2）型钢表面不得有裂纹、结疤、折叠、夹渣和断面分层，允许有深度不超过厚度公差之半的局部麻点、划痕及其他轻微缺陷，但应保证型钢缺陷处的最小厚度。

3.法兰

4.阀门

阀门型号由阀门类型、驱动方式、连接形式、结构形式、密封面或衬里材料、压力、阀体材料七部分组成。

（3）按驱动方式分：手动阀门、电动阀门、液压阀门和气动阀门。

二、有色金属材料的类型及应用

（一）有色金属材料的类型

1.有色金属又称为非铁金属，是铁、锰、铬以外的所有金属的统称。

2.有色金属冶炼产品类别包括：阴极铜、重熔用铝锭、锌锭、铅锭、锡锭、电解镍等有色金属及其合金。

（二）有色金属材料的应用

1.铝及铝合金

（1）容器

1）按照现行行业标准《铝制焊接容器》的设计、制造、检验和验收规定，可以生产常压容器和设计压力不大于8MPa的压力容器。

3）空气分离设备的铝制件不得接触碱液。

（2）管道

1）一般用于设计压力不大于1MPa，介质温度不超过150℃的工业管道。

2）铝及铝合金管可用于不允许有铁离子污染介质的管道系统。

2.铜及铜合金

（1）空调与制冷设备

常用的材料有：无氧铜、磷脱氧铜、纯铜、锡青铜。

（2）空气分离设备黄铜制件不得接触氨气。

3.镍及镍合金

（1）容器生产

3）热处理制度应根据对耐腐蚀性能和力学性能的要求确定。

（2）工业管道

1）镍及镍合金的使用温度上限值受介质或所处环境影响。

2）在蒸气环境中，镍、镍铜、镍铬铁、镍铁铬的使用温度上限依次提高。

4.钛及钛合金

（1）容器生产

3）所有容器用变形钛及钛合金材料的供货状态应为退火状态。

（2）其他

钛材能较好地抵抗氯离子的侵蚀，使用在氯相关的介质中较多。

5.贵重金属（金、银、铂族金属）

贵重金属及其合金牌号分为冶炼产品、加工产品、复合材料、粉末产品、钎焊料五类。 6.其他金属：铅、锡及其合金管道不得用于B类流体。

1

三、常用金属复合材料的类型及应用

（一）金属基复合材料的类型及应用

1.金属基复合材料的类型

（1）按用途分：结构复合材料和功能复合材料。

（2）按增强材料形态分：纤维增强、颗粒增强和晶须增强金属基复合材料。

（3）按金属基体分：铝基、钛基、镍基、镁基、耐热金属基复合材料。

（4）按增强材料分：玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、石棉纤维、金属丝。

2.金属基复合材料的应用

金属基复合材料具有高比强度、高比模量、尺寸稳定性、耐热性等特点。

（二）金属层状复合材料的分类及应用

1.金属层状复合材料的分类（2019年单选）

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应用

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。

【例如】制造压力容器、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应用

1.钢塑复合管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业、隔热保温性好、重量轻、寿命长、施工方便、成本低等优点。

1H411012 常用非金属材料的类型及应用

一、硅酸盐材料的类型及应用

（一）水泥

以适当成分的生料烧至部分熔融，获得以硅酸钙为主要成分的硅酸盐水泥熟料，加入适量石膏，磨细制成的水硬性凝胶材料。

1.保温棉的分类

常用的保温棉有膨胀珍珠岩类、离心玻璃棉类、超细玻璃棉类、微孔硅酸壳、矿棉类、岩棉类。

（三）砌筑材料

2.砌筑材料分类

【例如】以方镁石为主要矿物组成，方镁石含量在80%-85%以上的耐火材料，属于碱性耐火材料，是炼钢碱性转炉、电炉、化铁炉以及许多有色金属火法冶炼中使用最广泛的一类重要耐火材料。

（四）陶瓷

1.陶瓷的特性

陶瓷具有坚硬、不燃、不生锈、能承受光照、压力等优良性能。 陶瓷的硬度很高，但脆性很大。

（五）特种新型的无机非金属材料

1.普通传统的非金属材料

主要有碳化硅、氧化铝陶瓷，硼酸盐、硫化物玻璃，镁质、铬镁质耐火材料和碳素材料等。

2.特种新型的无机非金属材料

主要指用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物以及各种无机非金属化合物经特殊的先进工艺制成的材料。

二、高分子材料的类型及应用

（一）塑料

1.热塑性塑料：聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯。

【例如1】薄膜、软管和塑料瓶等常采用低密度聚乙烯制作。

【例如2】煤气管道采用中、高密度聚乙烯制作。

【例如3】水管采用聚氯乙烯制作。

【例如4】热水管常用耐热性高的氯化聚氯乙烯或聚丁烯制造。

【例如5】泡沫塑料热导率极低，相对密度小，特别适于用作屋顶和外墙隔热保温材料，冷库中用得更多。

2.热固性塑料：酚醛塑料、环氧塑料。

热塑性塑料 热固性塑料

优点 较好的机械性能

耐热性高、不易变形

缺点 耐热性差、刚性较差 机械性能不好

3.塑料制品

聚乙烯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯等，用于建筑管道、电线导管、化工耐腐蚀零件及热交换器等。

（二）橡胶

1.天然橡胶弹性最好，具有强度大、电绝缘性好、不透水的特点，也有较好的耐碱性能，但不耐浓酸，能溶于苯、汽油等溶剂。

2.天然橡胶广泛用于制造胶带、胶管和减振零件等。

（三）纤维

1.天然纤维有棉花、麻、羊毛、蚕丝等。

3.合成纤维是利用石油、煤炭、天然气等原料生产制造的纤维制品。

常用的合成纤维有涤纶、锦纶、腈纶、维纶、丙纶、氯纶。

【例如】涤纶常用做工业上的输送带、传动带、帆布、绳索等。

（四）涂料

1.涂料的主要功能

➢ 保护被涂覆物体免受各种作用而发生表面的破坏。

➢ 具有装饰效果，并能防火、防静电、防辐射。

【例如1】涂塑钢管具有优良的耐腐蚀性和比较小的摩擦阻力。

【例如2】环氧树脂涂塑钢管适用于给排水及海水、温水、油、气的输送。

【例如3】聚氯乙烯涂塑钢管适用于排水及海水、油、气的输送。

2.油漆广泛用于设备管道工程的防锈保护。

【例如】清漆、冷固环氧树脂漆、环氧呋喃树脂漆、酚醛树脂漆等。 （五）粘结剂

1.按照粘结剂的基料类型分为天然粘结剂和合成粘结剂。

2.常用的粘结剂

【例如1】环氧树脂粘结剂俗称“万能胶”，具有很强的粘结力。

【例如2】酚醛树脂粘结剂广泛用于汽车、飞机、机器部件结构件的粘结。

三、非金属材料的类型及应用

（一）非金属板材的类型及应用

非金属板材一般有酚醛复合板材、聚氨酯复合板材、玻璃纤维复合板材、无机玻璃钢板材、硬聚氯乙烯板材等。

（二）非金属管材的类型及应用

1.无机非金属管材

【例如1】混凝土管常用于排水管。

【例如2】自应力混凝土管和预应力混凝土管常用于输水管。

【例如3】钢筋混凝土管常用于排水管和井管。

2.有机及复合管材

（1）聚乙烯管（PE管）

无毒，可用于输送生活用水，常使用低密度聚乙烯水管。

（2）聚丙烯管（PP管）

其刚性、强度、硬度和弹性等机械性能均高于聚乙烯，但其耐低温性差、易老化，常用于流体输送。

（3）硬聚氯乙烯管（PVC-U管）

硬聚氯乙烯排水管及管件用于建筑工程排水，在耐化学性和耐热性能满足工艺要求的条件下，此种管材也可用于化工、纺织等工业废气排污排毒塔、气体液体输送等。

（4）铝塑复合管（PAP管）

铝合金层增加耐压和抗拉强度，使管道容易弯曲而不反弹，外塑料层可保护管道不受外界腐蚀。

1H411013 常用电气材料的类型及应用

【电气材料代码代号】电线、电缆型号代码的组成