机电工程常用材料

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1、机电工程常用材料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，常用材料有金属材料、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：常用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，常用的有铝及铝合金、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

2、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（ωc）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（ωc）超过2%（一般为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（ωc）不大于2%的铁碳合金称为钢。1.按化学成分和性能

3、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ωc≦0.25%），中碳钢（含碳量ωc0.25%~0.60%）和高碳钢（ωc>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，优质的碳素钢还可以制成钢丝、钢绞线、圆钢、高强螺栓及预应

4、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用，按照国家标准《低合金高强度结构钢》GB/T1591-2008，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，因为该种钢不仅韧度好，而且缺口敏感性也较碳素结构钢大。例如，我国压力容器规范推荐使用的低合金高强度钢板为16MnR、15MnVR、18MnMoNbR、13MnMoNbR和07MncrMoV

5、R等，我国第一套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Φ53200mm直径和Φ5150mm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

6、中，常用的型材主要有：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通常采用宽翼缘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）、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

7、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，高压锅炉的汽包材料常用低合金钢制造。3.管材在机电安装工程中，常用的管材有普通无缝钢管、螺旋