机械类专业知识培训（四）

七、通用型金属材料基本科学知识（一）、 板材

1． 有色合金：

（1） 钢材、铁钛。钢材分炼东珠景观材和铸成钢材。铁与任何人一类合金或铑的钛都叫作铁钛。

（2） 钢制。具有卓越的铸成操控性和较好的耐腐蚀性、消震性及低的资金缺口敏感度。还具有较好的机械设备性能和抗腐蚀。钢制主要就包括：灰口钢制、孕育出钢制、可锻钢制、球墨钢制、钛钢制。

（3） 钢。

①钢的进行分类如下表所示：

A． 按成份进行分类，可将钢分成AX50和钛钢。

B． 按炼铁产品质量进行分类，可将钢分成一般钢、佩扎和高阶佩扎。

C． 按商业用途进行分类，可将钢分成陈建力、合叶、特定操控性钢等。

②钢的车牌号则表示方式。依照车牌号能窥见钢的类型、电阻率、钛原素或其浓度、炼铁产品质量和如果具有的操控性和商业用途。比如丙类钢车牌号用A字加之罗马字母0、1、2、3、4、5、6、7则表示。又如20号钢号，则表示平均值电阻率为0.20%的钢。再如9Cr18则表示平均值电阻率为0.9%、含Cr量为18%的钢制。

③三种常见钢的主要就特征及商业用途。

A． 一般AX50分丙类钢和乙类钢两种。丙类钢多用于建筑工业使用的钢筋，机械设备制造中使用的一般螺钉、螺母、垫圈、轴套等，也能轧成板材、型材（如工字钢、槽钢、角钢等）；乙类钢的商业用途与相同数字的丙类钢相同。

B． 一般低钛钢是在一般AX50的基础上。加入了少量的钛原素，不仅具有耐腐性、耐磨损等卓越操控性，还具有更高的强度和较好的力学操控性。C． 铸钢具有更高的力学操控性，特别是塑性、韧性高，有较好的可焊性，但它的铸成性差，可用在铸成大型部件上，如轴箱、水泵体、齿轮等。

D． 优质AX50陈建力主要就适用于佩扎或高阶佩扎，主要就用于制造机械设备零件。

E． 钛陈建力属于佩扎或高阶佩扎，主要就用于制造机械设备零件。

F． 合叶分成碳素合叶、钛合叶和高速合叶三类；也可分成刃具钢、模具钢和量具钢。

G． 特定操控性钢主要就包括钢制、耐热钢、抗磨钢、超高强度钢和磁钢等。钢制除具有卓越的耐腐蚀操控性外，还具有较高的强度、硬度及耐腐蚀性。常见的钢制有Cr13、1Cr18Ni9Ti、Mo2Ti、00Cr17Ni13Mo2。

H． 抗氧化钢，如3Cr18Mn12Si2N、2Cr20Mn9Ni2Si2N等，多用来制造炉用零件和热交换器。

I． 热强钢，如15CrMo、1Cr11MoV、1Cr14Ni14W2MoNi、4Cr14Ni14W2Mo等，用于制造燃气轮机和汽轮机转子及叶片、锅炉过热器、高温工作的螺栓和弹簧、内燃机进（排）气阀等。

J． 低温用钢主要就车牌号有09Mn2V、09MnTiCuXt、06MnNb、06A1NbCuN、15Mn26A14等，广泛用于冷冻设备、制氧设备及石油液化气的制造、储藏、运输等设备上。

2． 有色合金

（1） 铜及铜钛。铜对大气和水的抗蚀能力很强，是一类抗磁金属材料。铜具卓越的减摩性和耐腐蚀性和高的弹性极限和疲劳极限。黄铜易于加工成殂，对一般大气、海洋大气及水等有相当好的耐蚀性，铸成性也很好。

（2） 铝及铝钛。铝可用于制作盛装浓销酸的容器、槽车，但稀酸和碱对铝的溶解力很强。铝钛分成铸成铝钛与变形铝钛。钢制铝钛主要就包括铝硅钛、铝铜钛、铝镁钛、铝锌钛等；变形铝钛主要就包括防锈铝钛、硬铝钛、超硬铝钛及锻铝钛。

（3） 镁及镁钛。镁在熔铸铜或镍钛时能作去硫剂和脱氧剂使用，在熔铸球墨钢制时，镁是重要的球化剂。镁钛加入的原素有铝、锌、锰、硅等。

（4） 钛及钛钛。钛有卓越的耐蚀性和机械设备性能，不受腐蚀，在硫酸、盐酸、硝酸、氢氧化钠等介质中都很稳定。钛的抗氧化能力大多数奥氏体钢制。钛在高温条件下仍能保持较高的强度。钛钛中常见的钛原素有铬、锰、钒、铝和钼等。

（5） 镍及镍钛。镍有很好的化学稳定性，在潮湿空气和海水中耐腐蚀，在碱性溶液和有机械设备酸中均有抗蚀能力。镍还有较高的热稳定性。

（6） 铅及铅钛。铅在冷盐和硫酸中很稳定，有很强的耐酸性，而且与氢氧化钠和碳酸钾等碳性溶液也不起化学反应。常见的铅管主要就用铅锑钛、硬铅、特硬铅和铅银钛制造。

（二）、非板材

非板材主要就包括高分子金属材料和无机非板材

1． 常见的无机非板材

（1） 铸石：其特性是耐磨、耐腐蚀，并且具有卓越绝缘性和很高的抗压强度。

（2） 石墨：不透性石墨作为耐腐蚀的铑无机金属材料，被广泛应用于化工防腐中。

（3） 玻璃：有石英玻璃、高硅氧玻璃、硼硅酸盐玻璃、低碱无硼玻璃等。

（4） 工业陶瓷：有建筑、卫生陶瓷和电工陶瓷及化学、化工陶瓷。

2． 常见的高分子金属材料

（1） 聚乙烯（PE）、聚丙燃（PP）。低压聚乙烯比较刚硬、耐磨、耐蚀、绝缘性较好，常见来制造塑料管、塑料板、塑料绳和承载不高的零件，如齿轮轴承等。高压聚乙烯较柔软。聚丙烯（PP）重量较轻，机械设备性能较好，强度、弹性模量、硬度等力学操控性都高于低压聚乙烯；同时绝缘性优越。

（2） 聚氯乙烯（PVC）。常见制品有硬、软两种。硬聚氯乙烯比重很小，抗拉强度较好，有较好的耐水性、耐油性和耐化学药器侵蚀性，许多操控性优于聚乙烯。

（3） 聚苯乙烯（PS）。具有卓越的耐蚀性，电阻高，是很好的隔热、防震、防潮和高频绝缘金属材料，具有较大的刚度。其缺点是耐冲击性差，不耐沸水，耐油性有限。

（4） 工程ABS塑料。综合力学操控性较好，尺寸稳定，容易电镀和易于成形，耐热和耐蚀性较好，低温下仍有一定的机械设备强度。

（5） 聚酰胺（PA）。韧性很好，强度较高，耐蚀性好。但机械设备性能差。

（6） 聚四氟乙烯（F―4）。具有非常卓越的耐高、低温的操控性，几乎耐所有的化学腐蚀，摩擦系数极低，不吸水，电操控性优异。

（7） 酚醛塑料（PF）。有一定的机械设备强度和硬度，耐腐蚀性好，绝缘性较好，机械设备性能较高。耐蚀性卓越。缺点是性脆，不耐减。

（8） 环氧塑料（EP）。强度较高，韧性较好；尺寸稳定性高和耐久性好，具有卓越的绝缘操控性。耐热、耐寒、化学稳定性高，成形工艺操控性好。缺点是有某些毒性。

（三）、复合金属材料

1．复合金属材料的操控性特征复合金属材料比强度、比模量高，抗疲劳操控性好，结构件减振操控性好，高温操控性好，抗断裂性好。

2．常见的三种复合金属材料热塑料性玻璃钢是以玻璃纤维为增强剂，具有高的力学操控性、介电操控性、耐热操控性和抗老化操控性，工艺操控性也很好。热固性玻璃产品质量轻，比强度高，耐腐操控性好，介电操控性优越，是成形操控性较好的工程金属材料。但刚度较差，容易老化，容易蠕变。

3．碳纤维复合金属材料。碳纤维较玻璃纤维具有更高的强度和理想的弹性模量，在高温下强度和弹性模量基本保持不变，是所有耐热纤维中最高的。

4.硼纤维复合金属材料的抗压强度和抗剪切强度很高，蠕变小，硬度和弹性模量高，有很高的疲劳强度，耐辐射。对水、有机溶液和燃料、润滑剂很稳定。

5.合金纤维复合金属材料。这类金属材料的特征是除了强度和高温强度较高外，主要就是塑性和韧性较好，而且比较容易制造。

（四）、管材

1． 有色合金管

（1） 无缝钢管主要就包括锅炉用无缝钢管、锅炉用高压无缝钢管、地质钻探用无缝钢管、石油裂化用无缝钢管、不锈耐酸钢无缝钢管。

（2） 焊接钢管主要就包括有直缝焊管和螺旋缝钢管。

（3） 钢制管。

2． 有色合金管有色合金主要就包括铅及铅钛管，铜及铜钛管、铝及铝钛管、钛及钛钛管。

3． 铑管铑主要就包括混凝土管、陶瓷管和陶土管、玻璃管、玻璃钢管、石墨管、铸石管、塑料管、橡胶管。

4.管件管件主要就包括弯头、三通、四通、异径管、钢制活接头、丝堵、螺纹短接、管接头、吹扫接头、封头、凸台（管嘴）、肓板等。

5.阀门阀门主要就包括闸阀、截止阀、止回阀、旋塞阀、安全阀、调节阀（节流阀）、球阀、减压阀、疏水阀、直角阀、蝶阀、隔膜阀、电磁阀等。

6.法兰法兰主要就包括设备法兰、管法兰、法兰垫片、法兰紧固件。

（五）、常见防腐、绝热金属材料

（一）防腐蚀金属材料可分成高分子金属材料、无机非板材、复合金属材料和涂料等。

（1） 塑料制品主要就有聚氯乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚四氟乙烯。

（2） 橡胶制品常见的有天然橡胶、氯化橡胶、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、丁苯橡胶、丁脂橡胶。

（3） 玻璃钢或其制品。

（4） 陶瓷制品

（5） 油漆及涂料主要就包括无机富锌漆和防锈底漆。

（6） 耐酸石材主要就包括铸石、耐酸陶瓷制品、不透性石墨板和用沥青浸渍过的砖等属于耐酸石材。

（7） 耐酸胶泥主要就包括水玻璃胶泥、树脂胶泥等。

（二）绝热金属材料

1．绝热金属材料的进行分类

（1） 按材质可分成有机金属材料和无机金属材料。

（2） 按适用温度分成保冷金属材料、保温金属材料、隔热金属材料和耐火隔热金属材料。

（3） 按金属材料硬度和形状可分成硬质金属材料、软质金属材料、半硬质金属材料、散棉无形金属材料和散状金属材料。

2．绝热金属材料的操控性要求

（1） 导热系数小，其值不大于0.12W/(m•K)(在350℃条件下)。保冷绝热金属材料，其值不得大于0.064 W/(m•K)（平均值温度27℃）。

（2） 密度小，一般为400kg/m3以下。保冷金属材料密度不超过220 kg/m3。

（3） 金属材料操控性稳定，具有明确的导热系数方程式，有较大的适用温度范围。

（4） 能耐一定振动，具有一定的机械设备强度，如珍珠岩、微孔硅酸钙制品；抗压强度不应水于0.15MPa。

（5） 化学稳定性好，无腐蚀作用。

（6） 防水操控性好，吸湿性小。

（7） 可燃成分少，应有自熄性或不烯性。

（六）、焊接金属材料的进行分类

（1） 焊条芯的作用主要就是传导电流、引燃电弧、作过渡钛、填充合金。

（2） 焊条药皮是矿石粉末、铁钛粉、 有机物和化工制品等原料一定比例配制后压涂在焊芯表面上的一层涂料。焊条药皮按原料在焊接中所起的作用分成：造气剂、造渣剂、脱氧剂、钛剂、稳弧剂、粘结剂、增塑剂。

（3） 三种常见焊条如下表所示：

①碳钢焊条型号及操控性是按熔敷合金的抗拉强度、药皮类型、焊接位置和电流的种类来划分的；

②低钛钢焊条型号及操控性是按熔敷合金的力学操控性、成份、药皮类型、焊接位置和电流的种类划分；

③钢制焊条型号及操控性是依照熔敷合金的成份、焊条药皮和焊接电流种类来划分的；堆焊焊条型号及主要就操控性是按熔敷合金的成份及焊条药皮类型来划分的。

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