發(fā)布時間： 2016年10月11日

造價工程師技術與計量(安裝)：工程材料

常用工程材料的性能和特點

金屬材料

1、黑色金屬含碳量小于2.11%(重量)的合金稱為鋼，合碳量大于2.11%(重量)的合金稱為生鐵。

(1)鋼及其合金的分類。

鋼的力學性能決定于鋼的成分和金相組織。鋼中碳的含量對鋼的性質(zhì)有決定性影響。

在工程中更通用的分類為：

l)按化學成分分類。可分為碳素鋼、低合金鋼和合金鋼。

2)按主要質(zhì)量等級分類：

①普通碳素鋼、優(yōu)質(zhì)碳素鋼和特殊質(zhì)量碳素鋼;

②普通低合金鋼、優(yōu)質(zhì)低合金鋼和特殊質(zhì)量低合金鋼;

③普通合金鋼、優(yōu)質(zhì)合金鋼和特殊質(zhì)量合金鋼。

(2)鋼牌號的表示方法。按照國家標準《鋼鐵產(chǎn)品牌號表示方法》規(guī)定，我國鋼鐵產(chǎn)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：

l)牌號中化學元素采用國際化學元素表示。

2)產(chǎn)品名稱、用途、特性和工藝方法等，通常采用代表該產(chǎn)品漢字的漢語拼音的縮寫字母表示。

3)鋼鐵產(chǎn)品中的主要化學元素含量(%)采用阿拉伯數(shù)字表示。

合金結構鋼的牌號按下列規(guī)則編制。數(shù)字表示含碳量的平均值。合金結構鋼和彈簧鋼用二位數(shù)宇表示平均含碳量的萬分之幾，不銹耐酸鋼和耐熱鋼含碳量用千分數(shù)表示。平均含碳量<0.1%(用“0”表示;平均含碳量<0.03%，用“00” 表示=。合金工具鋼平均含碳量>1.00%時，不標合碳量，否則用千分數(shù)表示。高速工具鋼和滾珠軸承鋼不標含碳量，滾珠軸承鋼標注用途符號“C”。平均合金含量<1.5%者，在牌號中只標出元素符號，不注其含量。

例：在鋼的分類中,優(yōu)質(zhì)鋼是按照( )來分類的。

A.化學成分 B.用途 C.冶煉質(zhì)量 D.冶煉方法

答案:C

(3)工程中常用鋼及其合金的性能和特點。

l)碳素結構鋼

碳素結構鋼生產(chǎn)工藝簡單，有良好工藝性能(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。某些不太重要、要求韌性不高的機械零件也廣泛選用。

2)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(zhuǎn)變溫度。

3)合金結構鋼。合金結構鋼廣泛用于制造各種要求韌性高的重要機械零件和構件。形狀復雜或截面尺寸較大或要求韌性高的淬火零件，一般為合金結構鋼。

4)不銹耐酸鋼。它在化工、石油、食品機械和國防工業(yè)中廣泛應用。

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。現(xiàn)將各類不銹鋼的特點簡述如下：

①鐵素體型不銹鋼。鉻是鐵素體型不銹鋼中的主要合金元素。高鉻鋼有良好的抗高溫氧化能力，在氧化性酸溶液，如硝酸溶液中，有良好的耐蝕性，故其在硝酸和氮肥工業(yè)中廣泛使用。高鉻鐵素體不銹鋼的缺點是鋼的缺口敏感性和脆性轉(zhuǎn)變溫度較高，鋼在加熱后對晶間腐蝕也較為敏感。

例：( )是鐵素體型不銹鋼中的主要合金元素。

A 鉻 B 鎳 C 錳 D 硅

答案：A

②馬氏體型不銹鋼。鉻是鋼中的主要合金元素。通常用在弱腐蝕性介質(zhì)，如海水、淡水和水蒸汽等中，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。

③奧氏體型不銹鋼。鋼中主要合金元素為鉻和鎳。這類鋼具有高的韌性、低的脆性轉(zhuǎn)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。

④鐵素體―奧氏體型不銹鋼。

⑤沉淀硬化型不銹鋼。這類鋼主要用于制造要求高強度和耐蝕的容器、結構件零件，也可用作高溫零件，如汽輪機零件。

5)鑄鋼。鑄鋼具有較好的強度、塑性和韌性，可以鑄成各種形狀、尺寸和質(zhì)量的鑄鋼件。

(4)鑄鐵的分類和牌號表示方法。大部分機械設備的箱體、殼體、機座、支架和受力不大的零件多用鑄鐵制造。某些承受沖擊不大的重要零件，如小型柴油機的曲軸，多用球墨鑄鐵制造。其原因是鑄鐵價廉，切削性能和鑄造性能優(yōu)良，有利于節(jié)約材料，減少機械加工工時，且有必要的強度和某些優(yōu)良性能，如高的耐磨性、吸震性和低的缺口敏感性等。

1)鑄鐵的分類。

按照石墨的形狀特征，鑄鐵可分為灰口鑄鐵(石墨成片狀)、球墨鑄鐵(石墨成球狀)和可鍛鑄鐵(石墨成團絮狀)三大類。

按照鑄鐵成分中是否含有合金元素，可分為一般鑄鐵和合金鑄鐵兩大類。一般鑄鐵可分為普通鑄鐵和變質(zhì)(孕育)鑄鐵。

2)鑄鐵牌號的表示方法：

①用各種鑄鐵相應漢語拼音字母的第一個大寫字母作為鑄鐵的代號，當兩種鑄鐵名稱的代號字母相同時，可在大寫字母后加小寫字母表示。

②在牌號中一般不標注常規(guī)元素C.Si、Mn、S和P的符號，但當它們有特殊作用時才標注其元素符號和含量。

③牌號中代號后面的一組數(shù)字表示抗拉強度值(如灰口鑄鐵HT100)，有兩組數(shù)字時，第一組數(shù)字表示抗拉強度值，第二組數(shù)字表示伸長率值(如球墨鑄鐵QT400-18)，兩組數(shù)字之間用“-” 隔開。

3)工程中常用鑄鐵的性能和特點：

①灰口鑄鐵?；w可以是鐵素體，珠光體或鐵素體加珠光體，相當于鋼的組織。

②球墨鑄鐵。球墨鑄鐵綜合機械性能接近于鋼。

可用球墨鑄鐵來代替鋼制造某些重要零件，如曲軸、連桿和凸輪軸等。

③蠕墨鑄鐵。蠕墨鑄鐵的強度接近于球墨鑄鐵，并具有一定的韌性和較高的耐磨性;同時又有灰口鑄鐵良好的鑄造性能和導熱性。