第七章 常用工程材料的选用

三、常用工程材料及选用纯金属因价贵，力学性能较低，不能满足现代工业的要求，因此工业上多应用合金。

下面对工程中常用的金属材料进行叙述。

一、碳素钢碳素钢是指Wc≤2.11%，并含少量硅、锰、磷、硫等杂质元素的铁碳合金。

碳素钢具有一定的力学性能和良好的工艺性能，且价格低廉，在工业中广泛应用。

碳素钢的分类及牌号碳素钢的种类很多，常按以下方法分类。

1．按钢的含碳量分类可分为：低碳钢（0.0218%<Wc<0.25%）、中碳钢（0.25%≤Wc≤0.60%）、高碳钢（0.60%<Wc≤2.11%〉。

2．按钢的主要质量等级分类（1）普通质量碳素钢（Ws≤0.050%、Wp≤0.045%）。

（2）优质碳素钢（Ws≤0.035%、Wp≤0.035%）。

（3）特殊质量碳素钢（ws≤0.020%，Wp≤0.020%）。

3．按钢的用途分类（1）碳素结构钢：主要用于制作机械零件和工程构件，一般属于低、中碳钢。

（2）碳素工具钢：主要用于制作刃具、量具和模具，一般属于高碳钢。

此外，钢按冶炼方法不同，可分为转炉钢和电炉钢；按冶炼时脱氧程度的不同，可分为沸腾钢、镇静钢、半镇静和特殊镇静钢等。

生产中，常用的碳素钢类别、牌号表示方法如表1-7所示。

二、合金钢为了改善碳素钢的组织和性能，在碳素钢基础上有目的地加入一种或几种合金元素所形成的铁基合金，称为低合金钢或合金钢。

常加入的合金元素有硅、锰、铬、镍、钼、钨、钒、钛、硼、铝、铌、锆等。

通常低合金钢中加入合金元素的种类和数量较合金钢少。

不同元素的组合，不同的元素含量，可得到不同的性能。

合金钢的分类1.按质量等级分按质量等级，合金钢可分为优质合金钢（如一般工程结构用合金钢、耐磨钢、硅锰弹簧钢等）和特殊质量合金钢（如合金结构钢、轴承钢、合金工具钢、高速工具钢、不锈钢、耐热钢等）。

2.按合金元素总量分按合金元素总量将合金钢分为：低合金钢（W Me<5%）、中合金钢（W Me =5%～10%）和高合金钢（W Me >10%）3. 按合金元素种类分按合金元素种类将合金钢分为：铬钢、锰钢、硅锰钢、铬镍钢等。

工程材料选型与采购指南第1章工程材料基础概念 (4)1.1 材料的分类与特性 (4)1.1.1 金属材料 (4)1.1.2 无机非金属材料 (5)1.1.3 有机高分子材料 (5)1.1.4 复合材料 (5)1.2 材料选型的基本原则 (5)1.2.1 适用性原则 (5)1.2.2 经济性原则 (5)1.2.3 环保性原则 (5)1.2.4 可靠性原则 (5)1.3 材料采购的重要性 (5)1.3.1 保证材料质量 (6)1.3.2 控制工程成本 (6)1.3.3 保证工程进度 (6)1.3.4 提高企业竞争力 (6)第2章金属材料选型与采购 (6)2.1 金属材料的种类与功能 (6)2.1.1 钢铁材料 (6)2.1.2 铝合金材料 (6)2.1.3 铜合金材料 (6)2.2 金属材料的选用标准 (6)2.2.1 使用功能 (6)2.2.2 加工功能 (7)2.2.3 经济性 (7)2.3 金属材料采购策略 (7)2.3.1 市场调查与供应商评估 (7)2.3.2 采购计划与合同管理 (7)2.3.3 质量控制与验收 (7)2.3.4 供应链管理 (7)第3章非金属材料选型与采购 (7)3.1 非金属材料的种类与功能 (7)3.1.1 陶瓷材料 (7)3.1.2 高分子材料 (7)3.1.3 复合材料 (8)3.1.4 玻璃材料 (8)3.2 非金属材料的选用标准 (8)3.2.1 功能要求 (8)3.2.2 使用环境 (8)3.2.3 经济性 (8)3.2.4 可加工性 (8)3.3 非金属材料采购策略 (8)3.3.1 市场调研 (8)3.3.2 选择合格供应商 (8)3.3.3 质量控制 (8)3.3.4 采购数量 (9)3.3.5 价格谈判 (9)3.3.6 供应链管理 (9)第4章复合材料选型与采购 (9)4.1 复合材料的分类与功能 (9)4.1.1 复合材料定义及特点 (9)4.1.2 复合材料分类 (9)4.1.3 复合材料功能 (9)4.2 复合材料的选用标准 (9)4.2.1 使用环境 (9)4.2.2 力学功能要求 (9)4.2.3 成本效益分析 (10)4.2.4 可加工性 (10)4.2.5 质量稳定性 (10)4.3 复合材料采购策略 (10)4.3.1 选择供应商 (10)4.3.2 质量控制 (10)4.3.3 价格谈判 (10)4.3.4 采购合同管理 (10)第5章建筑材料选型与采购 (10)5.1 建筑材料的种类与功能 (10)5.1.1 概述 (10)5.1.2 建筑材料分类 (11)5.1.3 建筑材料功能 (11)5.2 建筑材料的选用标准 (11)5.2.1 建筑材料选用原则 (11)5.2.2 建筑材料选用标准 (11)5.3 建筑材料采购策略 (11)5.3.1 采购计划 (12)5.3.2 供应商选择 (12)5.3.3 价格谈判 (12)5.3.4 合同管理 (12)5.3.5 质量控制 (12)5.3.6 采购风险控制 (12)第6章耐火材料选型与采购 (12)6.1 耐火材料的分类与功能 (12)6.1.1 氧化物耐火材料 (12)6.1.2 非氧化物耐火材料 (12)6.1.3 复合耐火材料 (12)6.2 耐火材料的选用标准 (13)6.2.1 使用温度 (13)6.2.2 腐蚀性 (13)6.2.3 高温强度 (13)6.2.4 热稳定性 (13)6.2.5 经济性 (13)6.3 耐火材料采购策略 (13)6.3.1 选择知名品牌 (13)6.3.2 比较功能与价格 (13)6.3.3 考察供应商实力 (13)6.3.4 质量检测与验收 (13)6.3.5 建立长期合作关系 (13)第7章电气材料选型与采购 (14)7.1 电气材料的种类与功能 (14)7.1.1 导电材料 (14)7.1.2 绝缘材料 (14)7.1.3 磁性材料 (14)7.1.4 发热材料 (14)7.1.5 半导体材料 (14)7.2 电气材料的选用标准 (14)7.2.1 符合国家及行业标准 (14)7.2.2 满足工程需求 (15)7.2.3 优先选用成熟、先进的技术和产品 (15)7.2.4 经济合理 (15)7.3 电气材料采购策略 (15)7.3.1 明确采购需求 (15)7.3.2 选择合格供应商 (15)7.3.3 货比三家 (15)7.3.4 签订正规合同 (15)7.3.5 加强质量监督 (15)7.3.6 优化库存管理 (15)第8章涂料与防腐材料选型与采购 (15)8.1 涂料与防腐材料的种类与功能 (15)8.1.1 涂料种类 (16)8.1.2 防腐材料种类 (16)8.1.3 涂料与防腐材料功能 (16)8.2 涂料与防腐材料的选用标准 (16)8.2.1 符合工程需求 (16)8.2.2 经济性 (16)8.2.3 环保性 (17)8.2.4 施工功能 (17)8.3 涂料与防腐材料采购策略 (17)8.3.1 市场调查 (17)8.3.3 样品测试 (17)8.3.4 货比三家 (17)8.3.5 合同谈判 (17)8.3.6 定期评估 (17)第9章管道材料选型与采购 (17)9.1 管道材料的种类与功能 (17)9.1.1 金属管道材料 (17)9.1.2 非金属管道材料 (17)9.1.3 复合管道材料 (18)9.2 管道材料的选用标准 (18)9.2.1 压力等级 (18)9.2.2 温度等级 (18)9.2.3 腐蚀功能 (18)9.2.4 经济性 (18)9.2.5 施工及维护 (18)9.3 管道材料采购策略 (18)9.3.1 市场调研 (18)9.3.2 供应商选择 (18)9.3.3 质量控制 (18)9.3.4 采购合同管理 (19)9.3.5 采购成本控制 (19)第10章采购管理与质量控制 (19)10.1 采购管理的要点与流程 (19)10.1.1 采购管理的重要性 (19)10.1.2 采购管理的要点 (19)10.1.3 采购流程 (19)10.2 材料质量控制方法 (19)10.2.1 质量控制的重要性 (19)10.2.2 材料质量控制方法 (20)10.3 供应链管理与优化策略 (20)10.3.1 供应链管理的重要性 (20)10.3.2 供应链管理策略 (20)10.3.3 供应链优化策略 (20)第1章工程材料基础概念1.1 材料的分类与特性工程材料可根据其化学成分、物理功能及用途等方面进行分类。

选材时的主要参数。
抗拉强度
抗拉强度是指试样被拉断前所能承受的最大拉应力
Fb—试样拉断时的最大拉伸力(N)
σb表征了材料对最大均匀塑性变形或断裂的抵抗能力。
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任务1-1认识金属材料的性能
塑性 塑性是指断裂前材料发生不可逆永久变形的能力，其主要判据为
断后伸长率和断面收缩率。它们也是通过拉伸试验测得的。 断后伸长率 断后伸长率是指试样拉断后标距伸长与原始标距的百分比
金属的晶体结构 固体物质中原子排列有两种情况:一是原子呈周期性有规则的排
列，这种物质称为晶体。二是原子呈不规则的排列，这种物质称 为非晶体。固态金属及合金一般都是晶体，而且大都属于多晶体， 它是由许多方位各不相同的单晶体块组成的，如图1-7所示。每 个单晶体的外形为不规则的颗粒状，通常把它称为“晶粒”。晶 粒之间的分界面叫晶界。单晶体具有各向异性的特征，多晶体的 性能是各不同方位单晶块的统计平均性能，因而显示出各向同性。
l1—试样拉断后的长度(mm) ;
l0—试样的原始标距长度(mm)
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任务1-1认识金属材料的性能
断面收缩率 断面收缩率是指试样拉断后，缩颈处横截面积的最大缩减量与原
始横截面积的百分比
A1 —试样拉断后缩颈处的最小横截面积(mm2) A0 —试样最初最小横堆面积(mm2) 硬度 硬度是指材料抵抗局部变形，特别是塑性变形、压痕或划痕的能
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任务1-1认识金属材料的性能
试 验 前 ， 将 被 测 金 属 材 料 制 成 标 准 拉 伸 试 样 (GB/T 6397 1986)。比较常用的试样截面为圆形，称为圆形拉伸试样，如 图1-2所示。
试验时，将拉伸试样夹在拉伸试验机上，缓慢增大拉伸力。随拉 伸力不断增加，试样伸长量也不断增加，直至试样被拉断。在整 个拉伸过程中，试验机的自动记录装置可将拉伸力与变形(伸长) 量描绘在坐标图上，即得到拉伸力和伸长量的关系曲线，称为力 伸长曲线(或拉伸曲线)，如图1-3所示。

工程材料的选用原则-概述说明以及解释1.引言1.1 概述工程材料的选用原则是在工程建设过程中十分关键的环节，它直接影响着工程的质量、安全和可持续性发展。

合理选择适当的工程材料可以确保工程的稳定性、耐久性和经济效益。

工程材料的选用原则涉及到多方面的考虑因素，如材料的物理特性、化学性质、机械性能以及环境适应性等。

首先，工程材料的物理特性是考察材料是否适合特定工程环境的重要因素。

例如，在高温环境下，材料的热膨胀系数应与周围环境相匹配，以避免产生应力集中导致材料的开裂或变形。

其次，化学性质决定了材料的耐腐蚀性能和化学稳定性，尤其在某些特殊工况下，如海洋环境或化工厂等，对材料的耐蚀性要求特别高。

再者，工程材料的机械性能，包括强度、刚度、韧性等，决定了材料在工程中承受荷载的能力和变形行为。

最后，材料的环境适应性意味着材料在不同环境条件下的使用寿命和性能变化情况，例如对温度、湿度、光照等环境因素的适应能力。

对这些因素的综合考虑可以为工程师们提供更好的材料选择方案。

在选材原则中，还应考虑到工程的可持续性和环境保护，选择符合节能减排和资源利用效率的材料。

此外，经济性也是选材原则中必不可少的一个重要因素，不仅包括材料本身的成本，还应考虑到其加工成本、维护成本以及整体的工程成本。

综上所述，工程材料的选用原则应综合考虑材料的物理特性、化学性质、机械性能、环境适应性以及经济性等方面的因素，同时也应注重工程的可持续性和环境保护，以确保工程的质量和持久性。

随着科技的不断发展和创新，未来的工程材料选用将会面临更多新的挑战和机遇，我们可以期待更具创新性和可持续性的工程材料的涌现和应用。

文章结构是一个长文的骨架，它有助于读者理解文章的整体框架和内容安排。

本文按照以下结构展开：1. 引言1.1 概述：介绍工程材料选用原则的重要性和必要性。

解释合理选择工程材料对于工程建设的影响，并引出接下来的内容。

1.2 文章结构：本部分。

概述文章的大纲和目录，为读者提供整篇文章的结构，使其更好地理解文章的框架。