2015年全国二级建造师执业资格考试

《机电工程管理与实务》

2H310000 机电工程施工技术

2H311000 机电工程常用材料及工程设备

主要内容

1. 机电工程常用材料、工程设备
2. 工程测量技术、起重技术、焊接技术
3. 工业安装技术
4. 建筑安装技术

2H311010 机电工程常用材料

本目重点是：材料类型及应用

1. 金属
2. 非金属
3. 电气材料

2H311011 金属材料的类型及应用

分为：黑色金属 有色金属

知识点1：黑色金属材料

广义的黑色金属除铁和铁为基的合金（钢、铸铁和铁合金）外，还包括锰、铬及合金。

有色金属：铝及铝合金、铜及铜合金、钛及钛合金、镁及镁合金和镍及镍合金等。

黑色金属材料又称钢铁材料；钢铁材料都是以铁和碳为主要元素组成的合金。

知识点2：钢铁材料的分类

（一）生铁

碳的质量分数（ω_c）＞2%的铁碳合金称为生铁。

按用途分：炼钢生铁、铸造生铁。

按化学成分分：普通生铁、特种生铁。

（二）铸铁

ω_c ＞2%（一般2.5%～3.5%）的铁碳合金。

铸铁的流动性能好，所以适应于铸造工艺

铸铁类型及应用：

(1)按断口颜色分：灰铸铁、白口铸铁、麻口铸铁

灰铸铁普遍应用于工业中，具有耐磨、吸震的金属特性。

例如： 低中参数汽轮机的低压缸和隔板。机床床身

(2)按生产方法和组织性能分：

普通灰铸铁、孕育铸铁、特殊性能铸铁、可锻铸铁、 球墨铸铁、特殊性能铸铁。

灰铸铁：

耐磨、吸震的金属特性

（三）钢

ω_c ≤2%铁碳合金

1．按化学成分和性能分：

碳素结构钢、合金结构钢，特殊性能低合金高强度钢。

它们主要用于：压力容器、高温和低温构件、耐腐蚀、耐磨及耐热构件、零部件、管道和锻件等。

(1)碳素结构钢

按其含碳量的不同分

低碳钢 (ω_c ≤0.25%)

中碳钢（ ω_c >0.25%～0.60%）

高碳钢（ ω_c >0.60%）

按照碳素钢屈服强度的下限值分，其对应的牌号为Q195、Q215、A235、Q255和Q275等。

Q：屈服强度，数字：屈服强度的下限值（Mp）

（2）合金结构钢

按其合金元素的总含量分：

低合金结构钢、中合金结构钢和高合金结构钢

低合金结构钢最为常用

按根据屈服强度划分

Q345、Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620

例如：

1)某600MW超临界电站锅炉汽包----Q460型钢

2)起重机制造--Q345型钢的

特点：A.韧度好 B. 缺口敏感性(较碳素结构钢)大。

缺口敏感性：

由于存在缺口（切口、尖角、沟槽、横孔等截面急剧变化之处）所引起的局部应力集中导致其名义“强度”降低的程度。

（2）合金结构钢

A韧度好

B缺口敏感性大

例如：

1)我国压力容器规范推荐使用的低合金高强度钢板16MnR、15MnVR、18MnMoNbR、13MnMoNbR。

2) 合成塔的筒体

18MnMoNbR低合金高强度钢板进行热卷，并作热套，组成高压合成塔筒体。

(3)特殊性能低合金高强度钢（特殊钢）

主要包括：

耐候钢、耐海水腐蚀钢、表面处理钢材、汽车冲压钢板、石油及天然气管线钢、工程机械用钢、可焊接高强度钢、钢筋钢、低温用钢以及钢轨钢。

2．按钢的用途分类

按钢的用途分为：

结构钢、工具钢、特殊用钢、专用钢、铸钢、锻钢、热轧钢、冷轧钢、冷拔钢。

（四）钢材

按使用划分：

型材、板材、管材、线材、钢制品。

1．型材

圆钢、方钢、扁钢、H型钢、角钢、工字钢、T型钢、

槽钢、钢轨。

例如：1)电站锅炉钢架的立柱--H型钢(HK300b)

2）炉膛内 炉墙上的刚性梁---T字钢

大型角钢：大型结构件：厂房、铁路、交通、桥梁、

车辆、船舶。

中型角钢：电力铁塔、井架

小型角钢：设备制造、支架和框架

应用分析

（2011多选真题）低合金钢主要用于（ ）

A.锅炉汽包

B.压力容器

C. 起重机轨

D.压力管道

E.高强度螺栓

【答案】ABCD

2．板材

钢带（带钢）；

薄钢板(厚度在0.2～4mm)、

厚钢板（厚度≥4mm）；

中板（厚度在4～25mm）、

厚板（厚度在25～60mm）、

特厚板(厚度＞60mm)。

例：

碳素结构钢厚钢板（厚度≥4mm）

焊接、铆接、栓接结构；如桥梁、船舶、管线、车辆和机械

其中质量等级C、D属于优质碳素结构钢，主要用于对韧性和焊接性能要求较高的钢结构。

例如：

1）电站锅炉中的汽包

2）中、低压锅炉的汽包材料常为专用的锅炉碳素钢；而高压锅炉的汽包材料常用低合金钢制造

电站锅炉汽包锅炉 中低压---碳素钢

高压-----低合金钢制造

3．管材

普通无缝钢管、螺旋缝钢管、焊接钢管、无缝不锈钢管、高压无缝钢管。

口诀：管高压罗汉不普通

例如：

1）锅炉水冷壁和省煤器:优质碳素钢管v低合金钢管(无缝钢管）

2）过热器和再热器使用的无缝钢管根据不同壁温，采用15CrMo或12CrlMoV等钢材。

流体输送用焊接钢管（镀锌和黑皮）主要用于输送水、煤气、天然气、空气、采暖蒸汽、污水，矿山、井下送风、排水，农业喷灌，深井水泵，潜水泵。

无缝不锈钢管

焊接钢管

4．钢制品

焊条、管件、阀门

(1)焊条:

酸性焊条、碱性焊条、结构钢焊条、不锈钢焊条、铸铁焊条、低温钢焊条。

(2)管件

法兰、弯头、三通、四通、变径、钢制活接头、管接头、封头、盲板。

(3)阀门

根据工作压力、温度、介质状况、阀体、阀芯、密封垫材质不同及构造形式可以分为许多种类型。

管道工程常用阀门大类上可以分为:

闸阀、截止阀、球阀、针形阀、 蝶阀、止回阀、调节阀、角阀、 减压阀、安全阀、旋塞、柱塞阀、 隔膜阀、浮球阀、疏水器。

知识点3：黑色金属的分类及性能及应用

二、有色金属

铝、铜、钛、镁、镍和轴承合金。

应用：机械、仪器仪表、飞机制造。

知识点4：种类与性能

（一）铝及铝合金

1．纯铝

(1)纯铝密度小，仅为铁的1／3

导电性好，其磁化率极低，接近于非铁磁性材料。

(2)纯铝按纯度分：高纯铝 ，工业纯铝。

以纯度高低分别用于制作

铝箔、包铝和电线、电缆、器皿、焊条、装饰材料、 反光板、热交换器。

2．铝合金

(1) 热处理后可显著提高强度

(2) 按成分和工艺特点不同分：

变形铝合金

铸造铝合金（铸造性能极好）

（二）铜及铜合金

1．纯铜

(1)常称紫铜，主要用于制作电导体及配制合金。

纯铜、铜合金的导电、导热性很好，对大气和水的抗蚀能力很高。铜是抗磁性物质。

根据杂质含量的不同，工业纯铜牌号分：T1、T2、T3、T4编号越大，纯度越低。

T1导电材料和配高纯度合金。

T2电力输送用导电材料，制作电线、电缆。

T3、T4电机、电工器材、电气开关、垫圈、铆钉、油管。

2．铜合金

铜中加入合金元素后，可获得较高的强度和硬度，同时保持纯铜的某些优良性能。

分：黄铜、青铜，白铜

(1)黄铜

加锌为主要合金元素的铜合金

分：普通黄铜 复杂黄铜

复杂黄铜：铅黄铜、锡黄铜、铝黄铜

(2)青铜

含铝、硅、铅、铍、锰等的铜基合金习惯称为青铜，包括有锡青铜、铝青铜、铍青铜。

(3)白铜

+镍为主要合金元素的铜合金。

制造船舶仪器零件、化工机械零件及医疗器械

锰含量高的锰白铜可制作热电偶丝。

（三）钛及钛合金

抗氧化能力优于大多数奥氏体不锈钢。

(1)钛的熔点高，热膨胀系数小，导热性差。

纯钛塑性好、强度低，容易加工成型，可制成细丝和薄片。

(2)工业纯钛中含有氢、碳、氧、铁、镁等杂质元素，工业纯钛可制作在350℃以下工作、强度要求不高的零件。

（四）镁及镁合金

(1)纯镁的室温密度仅为1.74g／cm3，是所有金属结构材料中最低的。

(2)镁合金按照形成的工艺特点不同分为：变形镁合金，铸造镁合金

（五）镍及镍合金

1．纯镍

优异的耐腐蚀和抗高温氧化性能，工业纯镍有良好的强度和导电性，用于电子器件； 同时由于其耐蚀性好，于食品加工设备。

2．镍合金

具有特殊物理性能

分为：耐腐蚀镍合金、耐高温镍合金，功能镍合金

船舶紧固件，航空发动机涡轮盘。

知识点5：常用有色金属的应用

重点掌握铝、铜、镍及其合金的应用