乐山效果好的二建培训班在哪

2020年二级建造师《机电实务》教材要点之金属材料的类型及应用

2H31101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:黑色金属主要是铁和以铁为基的合金;有色金属常用的有铝及铝合金、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

黑色金属材料又称钢铁材料,它是机电工程中应用广、用量多的金属材料,它们都是以铁和碳为主要元素组成的合金。

(一)生铁

1.生铁指铁矿石中冶炼岀的铁锭,一般用作铸造或炼钢的原料。碳的含量(wc)大于2%的铁碳合金称为生铁。

2.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

1.铸铁是指以生铁为主要原料,重熔浇注(铸造)后生产的零件或用品,其材料称为铸铁,碳的含量(wc)超过2%(一般为25%-35%)。

2.铸铁

(1)按断口颜色分为:灰铸铁、白口铸铁、麻口铸铁。灰铸铁普遍应用于机电工程中。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、可锻铸铁、球墨铸铁特殊性能铸铁。

(三)钢

碳的含量(wc)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、高温和低温枃件、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(wc)的不同,可分为低碳钢(wc≤025%)、中碳钢(wc>0.25%~0.60%)和高碳钢(wc>0.60%)。按照碳素钢屈服强度的下隈值将其分级别,对应的牌号为Q195、Q215、Q235、Q256和1Q275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,优质的碳素结构钢还可以制成钢丝、钢绞线、圆钢、高强蜾栓及预应力锚具等。

(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,低合金结构钢为常用,按照标准《低合金高强度结构钢》GBT1591-2008,根据屈服强度划分,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钢;机电工程施工中使用的起重机就是Q345钢制遺的,该种钢韧度好,但是缺口敏感性较碳素结构钢大。

例如,我国压力容器规范推荐使用的低合金高强度钢板为l6MnR、I5MnⅤRI8 MnMoNbR、13 MnMoNbR和07

MncrMovr等,我国套30万t合成氨装置中的氨合成塔的筒体就是采用三层各50mm的I8

MnMoNbR钢板进行热卷,并作热套,组成φ3200mm直径和150mm厚的高压合成塔筒体。

(3)特殊性能低合金髙强度钢: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,常用的型材主要有:圆钢、方钢、扁钢、H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通常采用宽翼缘H型钢(HK30b);为确保炉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、井架及其他用途的构件;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,常用的板材主要有:钢带(带钢)、薄钢板(厚度在0.2-4mm)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、栓接结枃,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,高压锅炉的汽包材料常用低合金钢制造。

3.管材

在机电工程中,常用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,通常采用15CrMo或12Cr1MoV等钢材。

例如,结构用焊接钢管主要用于管桩、脚手架、桥粱、矿山、船舶、电站、输电塔球场、运动场、房屋的门、窗、栏杆、钢家具以及运动器械、自行车等。

4.钢制品

在机电工程中,常用的钢制品主要有焊条、管件、阀门等。

(1)焊条常用的有酸性焊条、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、截止网、球阀、针形阀、蝶阀、止回阀、调节阀、角阀、减压阀、安全阀、旋塞阀、柱塞阀、隔膜阀、浮球阀、疏水器等。