机械基础知识

机械基础知识

第一章基础知识

复习要求：熟悉安装工程通用材料，了解安装工程施工机械，熟悉、掌握工程施工组织设计有关内容：

（一）熟悉安装工程主要材料的分类、基本性能及用途；

（二）熟悉型材、管材、管件、阀门、法兰、焊条等需用材料的分类（规格）、性能及适用范围；（三）掌握常用防腐、绝热材料的分类、基本性能及用途；

（四）了解安装工程常用的吊装、运输、焊接机械的基本性能及适用范围；

（五）熟悉施工流水作业和网络进度计划，掌握安装工程施工组织设计编制原理与方法。

第一节通用材料基础知识

一、熟悉工程材料的分类、性能及应用范围；

二、工程材料可分为金属材料（黑色金属及有色金属）、非金属材料（高分子材料及无机非金属材料）和复合材料等。

（一）金属材料

1．黑色金属：

（1）生铁、铁合金。生铁分炼钢生铁和铸造生铁。铁与任何一种金属或非金属的合金都叫做铁合金。

（2）铸铁。具有优良的铸造性能和良好的耐磨性、消震性及低的缺口敏感性。还具有良好的耐热性和耐腐蚀性。铸铁包括：灰口铸铁、孕育铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、合金铸铁。（3）钢。

①钢的分类如下：

A．按化学成分分类，可将钢分为碳素钢和合金钢。

B．按冶炼质量分类，可将钢分为普通钢、优质钢和高级优质钢。

C．按用途分类，可将钢分为结构钢、工具钢、特殊性能钢等。

D．按冶炼方法分类，可将钢分为平炉钢、转炉钢、电炉钢。

E．按脱氧程度分类，可将钢分为镇静金刚、半镇静钢和沸腾钢。

F．按金相组织分类，在退火状态下，可将钢分为亚共析钢、共析钢、过共析钢；在正火状态下，可将钢分为珠光体钢、贝氏体钢、奥氏体钢。

G．按供应时的保证条件分类，可将钢分为甲类钢、乙类钢和特类钢。

②钢的牌号表示方法。根据牌号可以看出钢的类别、含碳量、合金元素及其含量、冶炼质量以及应该具备的性能和用途。例如甲类钢牌号用“A”字加上阿拉伯数字0、1、2、3、4、5、6、7表示。又如20号钢号，表示平均含碳量为0.20%的钢。再如9Cr18表示平均含碳量为0.9%、含Cr量为18%的不锈钢。

③国外钢的牌号的主要特点方法（见教材第4页）。

④几种常用钢的主要特点及用途。

A．普通碳素钢分甲类钢和乙类钢两种。甲类钢多用于建筑工业使用的钢筋，机械制造中使用的普通螺钉、螺母、垫圈、轴套等，也能轧成板材、型材（如工字钢、槽钢、角钢等）；乙类钢的用途与相同数字的甲类钢相同。

B．普通低合金钢是在普通碳素钢的基础上。加入了少量的合金元素，不仅具有耐腐性、耐磨损等优良性能，还具有更高的强度和良好的力学性能。

C．铸钢具有更高的力学性能，特别是塑性、韧性高，有良好的可焊性，但它的铸造性差，可用在铸造大型部件上，如轴箱、水泵体、齿轮等。

D．优质碳素钢结构钢主要适用于优质钢或高级优质钢，主要用于制造机械零件。

E．合金结构钢属于优质钢或高级优质钢，主要用于制造机械零件。

F．工具钢分为碳素工具钢、合金工具钢和高速工具钢三类；也可分为刃具钢、模具钢和量具

钢。

G．特殊性能钢包括不锈钢、耐热钢、抗磨钢、超高强度钢和磁钢等。不锈钢除具有优良的耐腐蚀性能外，还具有较高的强度、硬度及耐磨性。常用的不锈钢有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．有色金属

（1）铜及铜合金。铜对大气和水的抗蚀能力很强，是一种抗磁材料。铜具优良的减摩性和耐磨性以及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，铸造性也很好。

（2）铝及铝合金。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。铝合金分为铸造铝合金与变形铝合金。铸铁铝合金包括铝硅合金、铝铜合金、铝镁合金、铝锌合金等；变形铝合金包括防锈铝合金、硬铝合金、超硬铝合金及锻铝合金。

（3）镁及镁合金。镁在熔铸铜或镍合金时可以作去硫剂和脱氧剂使用，在熔铸球墨铸铁时，镁是重要的球化剂。镁合金加入的元素有铝、锌、锰、硅等。

（4）钛及钛合金。钛有优良的耐蚀性和耐热性，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不锈钢。钛在高温条件下仍能保持较高的强度。钛合金中常用的合金元素有铬、锰、钒、铝和钼等。

（5）镍及镍合金。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酸中均有抗蚀能力。镍还有较高的热稳定性。

（6）铅及铅合金。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。常用的铅管主要用铅锑合金、硬铅、特硬铅和铅银合金制造。（二）非金属材料非金属材料包括高分子材料和无机非金属材料

1．常见的无机非金属材料等。

（1）铸石。其特性是耐磨、耐腐蚀，并且具有优良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非金属无机材料，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、低碱无硼玻璃中。

（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．常用的高分子材料

（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，常用来制造塑料管、塑料板、塑料绳以及承载不高的零件，如齿轮轴承等。高压聚乙烯较柔软。聚丙烯（PP）重量较轻，耐热性良好，强度、弹性模量、硬度等力学性能都高于低压聚乙烯；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，有良好的耐水性、耐油性和耐化学药器侵蚀性，许多性能优于聚乙烯。

（3）聚苯乙烯（PS）。具有优良的耐蚀性，电阻高，是很好的隔热、防震、防潮和高频绝缘材料，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。综合力学性能良好，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强度。