2015年全国造价工程师执业资格考试
《建设工程技术与计量（安装）》

第一章 安装工程材料
第一节 建设工程材料
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％时，钢材强度开始下降）、塑性小、硬度大、性脆和不易加工。硫、磷为钢中有害元素，含量稍多会严重影响钢的塑性和韧性，磷使钢显著产生冷脆性，硫则产生热脆性。硅、锰为有益元素，它们能使钢材强度、硬度提高，而塑性、韧性不显著降低。
考点一：少量元素对钢材性能影响，P2。
钢的力学性能（如抗拉强度、屈服强度、伸长率、冲击韧度和硬度等）决定于钢的成分和金相组织（如，马氏体、奥氏体、铁素体等）。钢的成分一定时，其金相组织主要决定于钢的热处理，如退火、正火、淬火加回火等，其中淬火加回火的影响最大。

(1)普通碳素结构钢：如Q195钢强度不高，塑性、韧性、加工性能与焊接性能较好，主要用于轧制薄板和盘条等；Q215钢大量用做管坯、螺栓等；Q235钢强度适中，有良好的承载性，又具有较好的塑性和韧性，可焊性和可加工性也好，是钢结构常用的牌号，大量制作钢筋、型钢和钢板，用于建造房屋和桥梁等；Q275钢强度和硬度较高，耐磨性较好，但塑性、冲击韧性和可焊性差，主要用于制造轴类、农具、耐磨零件和垫板等。
考点二：常用钢性能特点，P4-P5。
牌号：Q235—AF表示屈服点为235N/mm2、质量等级为A的沸腾钢。
(2)优质碳素结构钢（和普通碳素结构钢相比，硫、磷及其他非金属夹杂物的含量较低）：根据含碳量的不同，优质碳素钢分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。低碳钢强度和硬度低，但塑性和韧性高，压力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，同时有良好的焊接性能、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。
(4)优质低合金钢。形状复杂或截面尺寸较大或要求韧性高的淬火零件，一般为优质低合金钢。
（1）铁素体型不锈钢。铬是铁素体型不锈钢中的主要合金元素，通常含铬量的质量分数大于或等于13.0%。有良好的耐蚀性，在硝酸和氮肥工业中广泛使用。高铬铁素体不锈钢的缺点是钢的缺口敏感性和脆性转变温度较高，钢在加热后对晶间腐蚀也较为敏感。
考点三：不锈钢性能特点及应用，P5-P6。
（2）马氏体型不锈钢。有较高的强度、硬度和耐磨性。通常用在弱腐蚀性介质，如海水、淡水和水蒸气等中，通常也可作为受力较大的零件和工具的制作材料，由于此钢焊接性能不好，故一般不用作焊接件。
（3）奥氏体型不锈钢。具有较高的韧性、良好的耐蚀性和高温强度、较好的抗氧化性以及良好的压力加工和焊接性能。但是这类钢的屈服强度低，且不能采用热处理方法强化，而只能进行冷变形强化。
（4）铁素体—奥氏体型不锈钢。这类钢的屈服强度约为奥氏体型不锈钢的两倍，可焊性良好，韧性较高，应力腐蚀、晶间腐蚀及焊接时的热裂倾向均小于奥氏体型不锈钢。（综合性能全面优于奥氏体型不锈钢）
（5）沉淀硬化型不锈钢。具有高强度，耐蚀性优于奥氏体型不锈钢，用于制作高强度、耐蚀和高温零件。
磷在耐磨磷铸铁中是提高其耐磨性的主要合金元素，锰、硅都是铸铁中的重要元素，唯一有害的元素是硫，铸铁的组织特点是含有石墨，组织的其余部分相当于碳的质量分数小于0.80%钢的组织。铸铁的韧性和塑性，主要决定于石墨的数量、形状、大小和分布，其中石墨形状的影响最大。
考点四：铸铁的分类，P6
按照石墨的形状特征，铸铁可分为灰口铸铁（石墨成片状）、球墨铸铁（石墨成球状）和可锻铸铁（石墨成团絮状）三大类。

（1）铝合金：按照成分及工艺特点，铝合金分为变形铝合金和铸造铝合金两类。变形铝合金包括防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金及锻铝合金等。一般常用的是防锈铝合金（LF），该合金抗蚀性能高，塑性和焊接性能好，主要用于焊接件、容器、管道，以及承受中等荷载的零件及制品，也可用作铆钉。
考点五：常用有色金属性能特点，P10-P11
（2）镍及镍合金。镍及镍合金是用于化学、石油、有色金属冶炼、高温、高压、高浓度或混有不纯物等各种苛刻腐蚀环境的比较理想的金属材料。镍力学性能良好，尤其是塑性、韧性优良，能适应多种腐蚀环境。多用于食品加工设备、化学品装运容器、电气与电子部件、处理苛性碱设备、耐海水腐蚀设备和换热器，如化工设备中的阀门、泵、轴、夹具和紧固件，也常用于制作接触浓CaC12溶液的冷冻机零件，以及发电厂给水加热器的管子等。
（3）钛及其合金。钛在高温下化学活性极高；钛具有较好的低温性能，可做低温材料，常温下钛具有极好的抗蚀性能，在大气、海水、硝酸和碱溶液等介质中十分稳定。但在任何浓度的氢氟酸中均能迅速溶解。
（4）镁及镁合金。镁合金能承受较大的冲击、振动荷载，并有良好的机械加工性能和抛光性能。其缺点是耐蚀性较差、缺口敏感性大及熔铸工艺复杂。
（1）铸石，除了脆性大、承受冲击荷载的能力低以外，其耐蚀性能优于其他各类金属及非金属材料，降低成本，提高设备使用寿命。

考点六：耐蚀非金属材料 P13
（2）石墨，具有高熔点，在高温下有高的机械强度。在急剧改变温度的条件下，石墨比其他结构材料都稳定，不会炸裂破坏，石墨的导热系数比碳钢大2倍多，所以，石墨材料常用来制造传热设备。
石墨具有良好的化学稳定性。除了强氧化性的酸（如硝酸、铬酸、发烟硫酸和卤素）之外，在所有的化学介质中都很稳定，甚至在熔融的碱中也很稳定。
常用的塑料制品都是以合成树脂为基本材料，再按一定比例加入填充料、增塑剂、着色剂和稳定剂等材料。
（1）树脂。树脂有合成树脂和天然树脂之分，在所有的塑料制品中几乎都是采用合成树脂。合成树脂分子结构分为直线型、支链型和体型（或称为网状型）三种。
考点七：塑料的组成 P15
热塑性树脂是指分子结构的几何形状为直线型、支链型；热固性树脂是指分子结构的几何形状为体型（或称为网状型）。

（2）填料。填料又称填充剂，其作用是提高塑料的强度和刚度，减少塑料在常温下的蠕变（又称冷流）现象及提高热稳定性，对降低塑料制品的成本、增加产量有显著的作用。
（3）着色剂。着色剂的种类按其在着色介质中或水中的溶解性分为染料和颜料两大类。颜料分为有机和无机两种，与染料相比，其突出的特点是不溶于被着色介质或水。在塑料制品中，常用的是无机颜料。无机颜料不仅对塑料具有着色性，同时又兼有填料和稳定剂的作用。如炭黑既是颜料，又有光稳定作用。
(1)低密度聚乙烯（LDPE）。具有较好的耐寒性和化学稳定性，但强度和耐环境老化性较差的特点。它一般用作耐蚀材料、小荷载零件（齿轮、轴承）及一般电缆包皮和农用薄膜等。

考点八：常用热塑性塑料性能特点 P16-17
(2)高密度聚乙烯（HDPE）。具有良好的耐热性和耐寒性，力学性能优于低密度聚乙烯，耐磨性及化学稳定性良好，能耐多种酸、碱、盐类腐蚀，但耐老化性能较差，表面硬度高，尺寸稳定性好。主要用于制作单口瓶、运输箱、安全帽等。
(3)聚丙烯（PP）。具有质轻、不吸水，介电性、化学稳定性和耐热性良好，但是耐光性能差，易老化，低温韧性和染色性能不好。
(4)聚氯乙烯（PVC）。硬聚氯乙烯塑料常被用来制作化工、纺织等工业的废气排污排毒塔，以及常用于气体、液体输送管。软聚氯乙烯塑料常制成薄膜，用于工业包装等，但不能用来包装食品。
(5)聚四氟乙烯。俗称塑料王，具有非常优良的耐高、低温性能。几乎耐所有的化学药品，在侵蚀性极强的王水中煮沸也不起变化，摩擦系数极低，仅为0.04。聚四氟乙烯不吸水、电性能优异，是目前介电常数和介电损耗最小的固体绝缘材料。缺点是强度低、冷流性强。
(6)聚苯乙烯（PS）。具有较大的刚度。聚苯乙烯密度小，常温下较透明，几乎不吸水，具有优良的耐蚀性，电阻高，是很好的隔热、防震、防潮和高频绝缘材料。缺点是耐冲击性差，不耐沸水，耐油性有限，但可改性。
(7)聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。俗称有机玻璃，其透明度比无机玻璃还高。缺点是表面硬度不高，易擦伤。由于导热性差和热膨胀系数大，易在表面或内部引起微裂纹，因而比较脆。此外，聚甲基丙烯酸甲酯易溶于有机溶液中。
（1）酚醛树脂，最主要特征是耐高温性，广泛用于制作各种电讯器材和电木制品以及制造汽车刹车片和化工用耐酸泵等。
（2）环氧树脂，强度较高、韧性较好、尺寸稳定性高和耐久性好，具有优良的绝缘性能。耐热、耐寒。
环氧树脂是很好的胶粘剂，对各种材料（金属及非金属）都有很强的胶粘能力。
考点九：常见热固性塑料性能特点及应用P17-18
（3）呋喃树脂，它能耐强酸、强碱和有机溶剂腐蚀，并能适用于其中两种介质的结合或交替使用的场合，但呋喃树脂不耐强氧化性介质。是现有耐蚀树脂中耐热性能最好的树脂之一。呋喃树脂具有良好的阻燃性，燃烧时发烟少。其缺点是固化工艺不如环氧树脂和不饱和树脂那样方便，为使其固化完全，一般需加热后处理。
复合材料中至少包括基体相和增强相两大类。基体相起粘结、保护增强相并把外加荷载造成的应力传递到增强相上去的作用，基体相可以由金属、树脂和陶瓷等构成；增强相是主要承载相，并起着提高强度（或韧性）的作用，增强相的形态各异，有纤维状、细粒状和片状等。工程上开发应用较多的是纤维增强复合材料。复合材料具有的特点包括：
考点十：复合材料组成、分类和特点 P19
（1）高比强度和高比模量。
（2）耐疲劳性高。
（3）抗断裂能力强。
（4）减振性能好。
（5）高温性能好，抗蠕变能力强。
（6）耐腐蚀性好。如玻璃纤维增强酚醛树脂复合材料，在含氯离子的酸性介质中能长期使用，可用来制造耐强酸、盐、酯和某些溶剂的化工管道、泵、阀、容器和搅拌器等设备。
（7）复合材料还具有较优良的减摩性、耐磨性、自润滑性和耐蚀性等特点。