机电工程材料是构成最终工程产品的一部分 , 是关系到工程质量 与工程效益的关键。 机电工程材料品种、 规格、 型号繁多 , 常见材 料有金属材料、 非金属材料和电气材料 , 在施工时 , 必须按照设计文 件要求选用。本目重点是 : 常见金属材料的类型及应用 , 非金属材料 的类型及应用 , 电气材料的类型及应用。
1金属材料的类型及应用
金属材料分为黑色金属和有色金属 两大类。其中 , 黑色金属 主要 是 铁和以铁为基的合金 （ 钢、 铸铁和铁合金 ） , 广义的黑色金属还包 括锰、 铬及合金 。有色金属 种类较多 , 常见 的有铝及铝合金、 铜及 铜合金、 钦及钛合金、 镁及镁合金和镍及镍合金 等。 一、 黑色金属材料
黑色金属材料 又称钢铁材料 , 它是工业中应用最广、 用量最多的 金属材料 , 它们都是 以铁和碳为主要元素组成的合金 。
（ 一 ） 生铁
碳的质量分数（5）大于2%的铁碳合金称为 生铁。按用途分为: 炼钢生铁、 铸造生铁 。按 化学成分 分为 : 普通生铁、 特种生铁 。
（ 二 ） 铸铁
碳的质量分数（必）超过2%（ —般为2.5%? 3.5%）的铁碳合金 称 为铸铁 。
铸铁类型及应用如下 :
（ 1） 按 断口颜色 分为 : 灰铸铁、 白口铸铁、 麻口铸铁 。灰铸铁 普遍
应用于工业中。例如 , 在火电站中 , 灰铸铁多用于制造低中参数 汽轮机的低压缸和隔板 。
( 2) 按生产方法和组织性能 分为 : 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 。
( 三 ) 钢
碳的质量分数(3c)不大于2%的铁碳合金称为钢。
1. 按化学成分和性能分类
按化学成分和性能 分为: 碳素结构钢、 合金结构钢和特殊性能低 合金高强度钢 。在机电工程中 , 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 , 可分为 低碳钢 ( 含碳量 3止0.25%)，
中 碳钢(含 碳量 3C 0.25%~0.60%) 和 高碳钢 ( 3c>0.60%) 。按照碳素钢屈服强度的下限值将其分级别 , 其对应的 牌号为 Q195、 0215、 0235、 Q235、
Q255 和 Q275 等。其中 Q 代 表屈服强度 , 数字为屈服强度的下限值。
例如 , 在机电工程中常见的各种 型钢、 钢筋、 钢丝等都属于碳 素结构钢 , 优质的碳素钢还能够制成 钢丝、 钢绞线、 圆钢、 高强螺 栓及预应力锚具 等。
( 2) 合金结构钢 : 按其合金元素的总含量 , 可分为低合金结构钢、 中合金
结构钢和高合金结构钢 。在机电工程中 , 低合金结构钢最为常 见, 按照国家标准 《低合金高强度结构钢》 GB/T1591- , 根据屈服强度 划分, 其共有 Q345、 Q390、
Q420、 Q460、 Q500、 Q550、 Q620 等强度等级。
例如，某600MW超临界电站锅炉汽包使用的就是
Q460型钢；机
电工程施工中使用的 起重机就是 Q345 型钢制造的 , 因为该种钢不但 韧度好 , 而且缺口敏感性也较碳素结构钢大。
例 如 , 中 国 压力容器 规范 推荐使 用的 低合 金 高 强度钢板 为 16MnR 、
15MnVR 、 18MnMoNbR 、 13MnMoNbR 和 07MncrMoVR 等, 中国第一套 30
万 t 合成氨装置中的氨合成塔的筒体就是釆用三层 各50mm的18MnMoNbR钢板进行热卷，并作热套，组成053200mm 直径和 ①5150mm厚的高压合成塔筒体。
( 3) 特殊性能低合金高强度钢
特殊性能低合金高强度钢 也称特殊钢 , 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、 工程机械用钢与可焊接高强度钢、 钢筋钢、 低温用钢以及钢轨钢等 。
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
在机电工程中 , 钢材应用最为广泛。 钢材就其使用 可划分为 : 型 材、 板材、 管材、 线材和钢制品 。
1. 型材
在机电工程中 , 常见的 型材主要有 : 圆钢、 方钢、 扁钢、 只型 钢、 角钢、 工字钢、 T 型钢、 槽钢、 钢轨 等。
例如, 电站锅炉钢架 的立柱一般采用宽翼缘 H 型钢( HK300b) ; 为确保膛内压力波动时炉墙有一定的强度 , 在炉墙上设计有足够强度 的刚性梁 。一般 每隔
3m 左右装设一层 , 其大部分采用强度足够的 工 字钢 制成。
例如 , 大型角钢广泛用于厂房、 铁路、 交通、 桥梁、 车辆、 船 舶等大型结构件 ; 中型角钢用于电力铁塔、 井架及其它用途的构件 ; 小型角钢用于设备制造、 支架和框架等 。
2.板材
在机电工程中 , 常见的板材主要有 : 钢带（ 带钢） , 薄钢板（ 厚度 在 0.2?
4mm） 、 厚钢板 （ 厚度在 4mm 以上的钢板统称为厚钢板 ） 、 中板（厚度
在4? 25mm）之间，厚板（厚度在25? 60mm之间），特厚 板 （ 厚度大于
60mm） 。
例如 , 碳素结构钢厚钢板广泛用于焊接、 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, 电站锅炉中的汽包就是用钢板焊制成的圆筒形容器 。其中, 中、 低压锅炉的汽包材料常为专用的锅炉碳素钢 料常见低合金钢制造 。
, 高压锅炉的汽包材
3. 管材
在机电安装工程中 , 常见的 管材 有普通无缝钢管、 螺旋缝钢管、 焊接钢管、 无缝不锈钢管、 高压无缝钢管 等。
例如, 锅炉水冷壁 和省煤器 使用的无缝钢管一般采用优质碳素钢 管或低合金钢管 , 但 过热器和再热器使用的无缝钢管根据不同壁温 , 一般 采用 15CrMo 或 12Cr1MoV 等钢材 。
例如 , 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、 采暧蒸汽、 污水 , 矿山、 井下送风、 排水 , 农 业喷灌 , 深井水泵 , 潜水泵 等。
4. 钢制品
在机电安装工程中 , 常见的钢制品主要有焊条、 管件、 阀门等。
（ 1） 焊条常见的有酸性焊条、 碱性焊条、 结构钢焊条、 不锈钢 焊条、
铸铁焊条、 低温钢焊条等 ;
( 2) 管件主要包括法兰、 弯头、 三通、 四通、 变径、 钢制活 接头、 管
接头、 封头、 盲板等 ;
( 3) 阀门根据工作压力、 温度、 介质状况、 阀体、 阀芯、 密 封垫材质
不同及构造形式能够分为许多种类型。 管道工程常见阀门大 类上能够分为闸阀、 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、 疏水器等。 二、 有色金属
有色金属及其合金具有钢铁材料所没有的许多特殊的机械、 物 理和化学性能 , 在机械、 仪器仪表、 飞机制造等工业中广泛使用的 有铝、 铜、 钛、 镁、 镍和轴承合金。
( 一 ) 铝及铝合金 1.纯铝
( 1) 纯铝的密度只有仅有铁的 1/3。铝的 导电性好 , 其磁化率极低 , 接近
于非铁磁性材料。在电气工程、 航空及宇航工业、 一般机械和 轻工业中广泛应用。
( 2) 纯铝按纯度可分为 高纯铝和工业纯铝两类 。高纯铝主要用于 科学研究
及制作电容器等。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、 热交换器等 。
2.铝合金
( 1) 铝合金热处理后可显著提高强度。 铸造铝合金铸造性能极好。 ( 2) 铝合金按照 成分和工艺特点 不同分为 变形铝合金 和 铸造铝 合金 。
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