第一章　安裝工程材料
　　第一節(jié) 建設工程材料

　　工程材料及其分類（熟悉）
　　工程材料有各種不同的分類方法。一般都將工程材料按化學成分分為金屬材料、非金屬材料、高分子材料和復合材料四大類。
　　工業(yè)上把金屬和其合金分為兩大部分：黑色金屬材料【鐵和以鐵為基的合金（鋼、鑄鐵和鐵合金）】和有色金屬材料【黑色金屬以外的所有金屬及其合金】。
　　非金屬材料包括耐火材料、耐火隔熱材料、耐蝕（酸）非金屬材料和陶瓷材料等。
　　高分子材料為有機合成材料，也稱聚合物。它具有較高的強度、良好的塑性、較強的耐腐蝕性能，很好的絕緣性和重量輕等優(yōu)良性能。工程上通常根據(jù)機械性能和使用狀態(tài)將其分為塑料、橡膠和合成纖維三大類。
　　復合材料就是用兩種或兩種以上不同材料組合的材料。
　?。ㄒ唬┙饘俨牧?BR>　　1.黑色金屬
　　關鍵知識點一：鋼及其合金的特性、用途（注意對比區(qū)分）
　　鋼是以鐵為基的合金，鋼中主要化學元素為鐵，另外還含有少量的碳、硅、錳、硫、磷、氧和氮等，這些少量元素對鋼材性質影響很大。
　　含碳量小于2.11%（重量）的合金稱為鋼；而含碳量大于2.11%（重量）的合金稱為生鐵。鋼中含碳量對鋼的性質有決定性影響，含碳量低，鋼的強度低、塑性大、延伸率和沖擊韌性高，鋼質較軟，易于冷加工、切削和焊接；含碳量高，鋼的強度高、塑性小、硬度大、性脆和不易加工。（以前考過）
　　（1）鋼及其合金的分類和牌號表示方法
　　鋼的力學性能（如抗拉強度、屈服強度、伸長率、沖擊韌度和硬度等）決定于鋼的成分和金相組織。鋼的成分一定時，其金相組織主要決定于鋼的熱處理，如退火、正火、淬火加回火等，其中淬火加回火的影響最大。（以前考過）
　　1）鋼的分類。
　　2）鋼牌號的表示方法。
　　我國鋼鐵產品牌號采用漢語拼音字母、化學符號和阿拉伯數(shù)字相結合的表示方法，即：
　?、倥铺栔谢瘜W元素采用國際化學元素表示。
　?、诋a品名稱、用途、特性和工藝方法等，通常采用代表該產品漢字的漢語拼音的縮寫字母表示。
　?、垆撹F產品中的主要化學元素含量（%）采用阿拉伯數(shù)字表示。
　　碳素結構鋼“Q”——屈服點字母，屈服點數(shù)值共分為Q195、Q215、Q235、Q255和Q275N/mm²五種。
　　Q195鋼強度不高，塑性、韌性、加工性能與焊接性能較好，主要用于軋制薄板和盤條；
　　Q215鋼大量用作管坯、螺栓；
　　Q235鋼強度適中，具有良好的承載性，又具有較好的塑性、韌性、可焊性、加工性，是鋼結構常用的牌號，大量用來制成鋼筋、型鋼和鋼板；
　　【2009年單選】碳素結構鋼中，具有良好的承載性，又具有較好的塑性、韌性、可焊性、加工性，大量用來制成鋼筋、型鋼和鋼板，此種鋼的牌號為（?。?。
　　A.Q215
　　B.Q235
　　C.Q255
　　D.Q275
　　[答疑編號502008010101]
　　『正確答案』B
　　『答案解析』參見教材P5。
　　Q255鋼強度高、塑性和韌性稍差，不易冷彎加工，可焊性較差，主要用作鉚接或栓接結構，以及鋼筋混凝土的配筋；
　　Q275鋼強度和硬度較高，耐磨性較好，但塑性、沖擊韌性和可焊性差，主要用于制造軸類、農具、耐磨零件和墊板。
　　優(yōu)質碳素鋼的牌號以兩位數(shù)字表示，數(shù)字代表含碳量的百分之幾（以0.01%為單位），如鋼號為20，表示平均含碳量為0.20%的優(yōu)質碳素鋼；鋼號為45，表示平均含碳量為0.45%的優(yōu)質碳素鋼。
　　合金結構鋼的牌號按下列規(guī)則編制：用兩位阿拉伯數(shù)字表示平均含碳量（以萬分之幾計），標注在牌號頭部。合金元素含量為1.50%～2.49%、2.50%～3.49%、3.50%～4.49%、4.50%～5.49%……，相應的標注為2、3、4、5……平均合金含量 <1.50%者，在牌號中只標出元素符號，不標注其含量。如30CrMnSi表示碳、鉻、錳、硅平均含量分別為0.30%、0.95%、0.85%、1.05%的合金結構鋼。高級優(yōu)質合金結構鋼，在牌號尾部加符號“A”表示，
　　3）工程中常用鋼及其合金的性能和特點
　　①碳素結構鋼
　　碳素結構鋼生產工藝簡單，有良好的工藝性能（如焊接性能、壓力加工性能等）、必要的韌性、良好的塑性以及價廉和易于大量供應，通常在熱軋后使用。在橋梁、建筑、船舶上獲得了極廣泛的應用。
　?、趦?yōu)質碳素結構鋼。與普通碳素結構鋼相比，優(yōu)質碳素結構鋼塑性和韌性較強高，并可通過熱處理強化，多用于較重要的零件，是廣泛應用的機械制造用鋼。
　　③低合金高強度結構鋼。低合金高強度結構鋼比碳素結構鋼具有較高的韌性，同時有良好的焊接性能、冷熱壓力加工性能和耐蝕性，部分鋼種還具有較低的脆性轉變溫度。
　?、芎辖鸾Y構鋼。合金結構鋼是在優(yōu)質碳素結構鋼的基礎上加入適量的一種或數(shù)種合金元素而形成的，它的綜合力學性能優(yōu)于優(yōu)質碳素結構鋼。合金結構鋼是合金鋼中用量最多的一類鋼，廣泛用于制造各種要求韌性高的重要機械零件和構件。
　?、莶讳P（耐酸）鋼?！攸c
　　按不銹鋼使用狀態(tài)的金相組織，可分為鐵素體、馬氏體、奧氏體、鐵素體加奧氏體和沉淀硬化型不銹鋼五類。各類不銹鋼的特點如下：
　　a.鐵素體型不銹鋼。鉻是鐵素體型不銹鋼中的主要合金元素，通常含鉻量的質量分數(shù)大于或等于13.00%，不含鎳。
　　b.馬氏體型不銹鋼。鉻是鋼中的主要合金元素，鋼在淬火—回火狀態(tài)使用有較高屈服強度、硬度和耐磨度，常用在弱腐蝕性介質，如海水、淡水和水蒸氣等中，使用溫度小于或等于580℃，通常作為受力較大的零件和工具的制作材料，由于此鋼焊接性能不好，故一般不用作焊接件。
　　c.奧氏體型不銹鋼。鋼中主要合金元素為鉻和鎳，其次是鈦、鈮、鉬、氮和錳等。
　　此鋼具有奧氏體組織，具有高的韌性、低的脆性轉變溫度、良好的耐蝕性和高溫強度、較好的抗氧化性以及良好的壓力加工和焊接性能。但屈服強度低，且不能采用熱處理方法強化，而只能進行冷變形強化。
　　【2009年單選】與鐵素體型不銹鋼、馬氏體型不銹鋼相比，奧氏體型不銹鋼的主要合金成分中增加的金屬元素為（　）。
　　A.鋅
　　B.鋁
　　C.鈦
　　D.鎳
　　[答疑編號502008010102]
　　『正確答案』參見教材P6。
　　d.鐵素體—奧氏體型不銹鋼。這類鋼是在奧氏體不銹鋼基礎上，添加更多的鉻、鉬和硅等有利于形成鐵素體的元素，或降低鋼的含碳量而獲得的。其屈服強度約為奧氏體型不銹鋼的2倍，可焊性良好，韌性較高，應力腐蝕、晶間腐蝕及焊接時的熱裂傾向均小于奧氏體型不銹鋼。
　　e.沉淀硬化型不銹鋼。這類鋼的突出優(yōu)點是經沉淀硬化熱處理以后具有高的強度，耐蝕性優(yōu)于鐵素體型不銹鋼。它主要用于制造高強度和耐蝕的容器、結構和零件，也可用作高溫零件，如汽輪機零件。
　　優(yōu)質碳素鋼的牌號以兩位數(shù)字表示，數(shù)字代表含碳量。