1h410000机电工程技术

1h411000机电工程常用材料及工程设备

考试题型：选择题，分值分布：2-4分左右

1h411010机电工程常用材料

本目重点：常用金属材料的类型及应用；常用非金属材料的类型及应用；常用电气材料的类型及应用。

1h411011常用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。

知识点一、黑色金属材料的类型及应用

（一）碳素结构钢（2007真题考点）

1．碳素结构钢的分级。碳素结构钢又称为普碳钢。按照碳素结构钢屈服强度的下限值将其分为四个级别，其钢号对应为q195、q215、q235和q275，其中q代表屈服强度，数字为屈服强度的下限值。

2．碳素结构钢的特性及用途：碳素结构钢具有良好的塑性和韧性，易于成型和焊接。例如，各种型钢、钢筋、钢丝等，优质的碳素钢还可以制成钢丝、钢绞线、圆钢、高强螺栓及预应力锚具等。

（二）低合金结构钢

1．低合金结构钢也称为低合金高强度钢。

2．低合金结构钢的特性及用途：（2011真题考点）桥梁、钢结构、锅炉汽包、压力容器、压力管道、船舶、车辆、重轨和轻轨等制造，用它来代替碳素结构钢，可大大减轻结构质量，节省钢材。例如，某600mw超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。

真题：低合金结构钢主要使用于（ abcd ）等制造

a.锅炉汽包    b.压力容器

c.起重机制造  d.压力管道    e.高强螺栓

（三）铸钢和铸铁

1．铸钢

(1)铸钢的分类：碳素铸钢、合金铸钢等类型。

(2)铸钢的特性及用途：铸钢主要用于制造形状复杂，需要一定强度、塑性和韧性的零件。例如，吊车所用的齿轮有开式小齿轮、大齿轮、过渡齿轮三种不同尺寸的齿轮，一般均采用合金铸钢件。

2．铸铁

(1)铸铁的分类：碳质量分数大于2.11%的铁碳合金。铸铁具有许多优良的使用性能和工艺性能，并且生产设备和工艺简单，可以用来制造各种机器零件。

（四）特殊性能低合金高强度钢：也称特殊钢，有耐候钢、耐热钢、耐海水腐蚀钢、耐磨钢、表面处理钢材、汽车冲压钢板、石油及天然气管线钢。

（五）钢材的类型及应用

1．型钢。主要有：圆钢、方钢、扁钢、h型钢、工字钢、t型钢、角钢、槽钢、钢轨等。

2．板材。按其厚度分为厚板、中厚板和薄板。按其轧制方式分为热轧板和冷轧板两种，其中冷轧板只有薄板。按其材质有普通碳素钢板、低合金结构钢板、不锈钢板、镀锌钢薄板等。

例如，油罐、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，广泛应用在各类管道工程中。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。

4．钢制品。在机电工程中，常用的钢制品主要有焊材、管件、阀门等。

知识点二、有色金属的类型及应用

    钢铁以外的金属及其合金，统称为有色金属。密度大于4.5g／cm³的金属称为重金属，如铜、锌、镍等（2013真题考点）；密度小于等于4.5g/cm³称为轻金属，如铝、镁、钛等。

真题：有色金属中的重金属包括（ace ）。

a．铜合金       b．钛合金    

c．锌合金       d．镁合金    e．镍合金

1．重金属

(1)铜及铜合金的特性及应用：工业纯铜具有良好的导电性、导热性以及优良的焊接性能，纯铜强度不高，硬度较低，塑性好。铜合金除了保持纯铜的优良特性外，还具有较高的强度。黄铜是以锌为主要合金元素制成的铜合金。

(2)锌及锌合金的特性及应用：纯锌具有一定的强度和较好的耐腐蚀性，在室温下较脆。锌合金的特点是密度大、铸造性能好，可压铸形状复杂、薄壁的精密件。

(3)镍及镍合金的特性及应用：纯镍是银白色的金属，强度较高，塑性好，导热性差，电阻大。镍表面会形成钝化膜保护层而有极强的耐腐蚀性，特别是耐海水腐蚀能力突出。镍合金耐高温，耐酸碱腐蚀。

2．轻金属

(1)铝及铝合金的特性及应用：工业纯铝密度小，熔点低，具有良好的导电性和导热性，塑性好，但强度、硬度低，耐磨性差，不适合制作受力的机械零件，可进行各种冷、热加工。铝合金可用于制造承受荷载较大的构件。

(2)镁及镁合金的特性及应用：纯镁强度不高，室温塑性低，耐腐蚀性差，易氧化，可用作还原剂。镁合金主要优点是密度小，强度高，刚度高，抗振能力强，可承受较大冲击荷载。如飞机的起落架轮毂很多就是采用镁合金制造。但镁合金抗蚀性差，在使用时要采取防护措施，如氧化处理，涂装保护等。

(3)钛及钛合金的特性及应用：纯钛的强度低，高熔点，但比强度高，塑性及低温韧性好，耐腐蚀性好。钛合金强度、耐热性、耐腐蚀性高，但也存在一些缺点，如热加工难，冷加工性能差，切削加工性差，抗磨性差等。也被称为“太空金属”。

1h411012常用非金属材料的类型及应用

知识点一、硅酸盐材料的类型及应用

包括水泥、玻璃棉、砌筑材料和陶瓷。

（五）特种新型的无机非金属材料

1．普通传统的非金属材料主要有碳化硅、氧化铝陶瓷，硼酸盐、硫化物玻璃，镁质、铬镁质耐火材料和碳素材料等。

2．特种新型的无机非金属材料主要指用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物以及各种无机非金属化合物经特殊的先进工艺制成的材料。

知识点二、高分子材料的类型及应用

（二）高分子材料的类型及用途

1．高分子材料的类型：按来源分为天然、半合成（改性天然高分子材料）和合成高分子材料。按特性分为橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料。高分子材料按用途，又分为普通高分子材料和功能高分子材料。

2．塑料： (1)热塑性塑料； (2)热固性塑料；

 (3)塑料制品：

1)聚乙烯塑料管：无毒，可用于输送生活用水。

2)abs工程塑料管：耐腐蚀、耐温及耐冲击性能均优于聚氯乙烯管。

3)聚丙烯管（pp管）：其刚性、强度、硬度和弹性等机械性能均高于聚乙烯，但其耐低温性差，易老化，常用于流体输送。

4)硬聚氯乙烯排水管及管件：硬聚氯乙烯排水管及管件用于建筑工程排水，也可用于化工、纺织等工业废气排污排毒塔、气体液体输送等。

5)铝塑复合管（pap管）：铝合金层增加耐压和抗拉强度，使管道容易弯曲而不反弹。外塑料层可保护管道不受外界腐蚀，内塑料层采用中密度聚乙烯时可作饮水管，无毒、无味、无污染，符合国家饮用水标准；内塑料层采用交联聚乙烯则可耐高温、耐高压，适用于采暖及高压用管。

知识点三、非金属风管材料的类型及应用

1．非金属风管材料的类型有：酚醛复合板材，聚氨酯复合板材，玻璃纤维复合板材，无机玻璃钢板材，硬聚氯乙烯板材。

2．酚醛复合风管适用于低、中压空调系统及潮湿环境，但对高压及洁净空调、酸碱性环境和防排烟系统不适用；聚氨酯复合风管适用于低、中、高压洁净空调系统及潮湿环境，但对酸碱性环境和防排烟系统不适用；玻璃纤维复合风管适用于中压以下的空调系统（2011真题考点），但对洁净空调、酸碱性环境和防排烟系统以及相对湿度90%以上的系统不适用；硬聚氯乙烯风管适用于洁净室含酸碱的排风系统。

真题：玻璃纤维复合风管适用于（d）

a．洁净空调系统     b．酸性环境空调系统

c．防排烟空调系统   d．中压以下空调系统

1h411013常用电气材料的类型及应用

知识点一、电线的类型及应用

1．blx型、blv型：铝芯电线，由于其重量轻，通常用于架空线路尤其是长途输电线路。

2．bx型、bv型：橡皮绝缘电线bx，基本被聚氯乙烯绝缘电线bv型替代。

3．rv型、rx型：铜芯软线主要采用在需柔性连接的可动部位。例如，一般家庭和办公室照明通常采用bv型或bx型聚氯乙烯绝缘或橡胶绝缘铜芯线作为电源连接线；机电工程现场中的电焊机至焊钳的连线多采用rv型聚氯乙烯绝缘铜芯软线。

知识点二、电缆的类型及应用

1．vv型、yjv型：聚氯乙烯型电力电缆、交联聚乙烯型电力电缆，不能受机械外力作用，适用于室内、隧道内的桥架及管道内敷设。

2．vv₂₂型、yjv₂₂型：内钢带铠装电力电缆，能承受一定的机械外力作用，但不能承受大的拉力。交联聚乙烯绝缘电力电缆yjv₂₂型耐老化性能、耐环境能力比聚氯乙烯绝缘电缆vv₂₂型高，且具有重量轻、结构简单、使用方便、敷设不受落差限制。敷设于室内、隧道、电缆沟及直埋地下敷设。

3.zr-yjf型、nh-yjfe型：阻燃、耐火、阻火等特种辐照交联电力电缆，可敷设在吊顶内、高层建筑的电缆竖井内，且适用于潮湿场所。

4．yjv₂₂型、wd-zanyjfe型：内钢丝铠装型电力电缆、低烟无卤a级阻燃耐火型电力电缆，能承受相当的机械外力作用。

知识点三、绝缘材料的类型及应用

1．绝缘漆。2．绝缘胶。3．云母制品。

4．气体介质绝缘材料：在电气设备中，气体除可作为绝缘材料外，还具有灭弧、冷却和保护等作用，常用的气体绝缘材料有空气、氮气、二氧化硫和六氟化硫(sf₆)等。

例如，六氟化硫(sf6)是一种无色、无味、不燃不爆、无毒且化学性质稳定的气体，具有良好的绝缘性能和灭弧性能。在均匀电场中，其击穿强度约为空气的3倍，在0.3～0.4mpa下，其击穿强度等于或优于变压器油。目前广泛用于sf₆全封闭组合电气、sf₆断路器、气体绝缘变压器、充气管路电缆等。

6．层压制品：层压制品可加工制成具有良好的电气、力学性能和耐热、耐油、耐霉、耐电弧、防电晕等特性的制品。层压制品主要包括层压板、管（筒）、棒、电容套管芯和其他特种型材等。层压板又包括层压纸板、层压布板、层压玻璃布板和特种层压板（如防电晕层压板）等四类。例如，环氧层压玻璃布板具有优异的绝缘性能，良好的粘结力和较高的热态机械强度，适用于300mw、600mw汽轮发电机及其他高压电机中。