2017年二级建造师《机电工程》讲解：金属材料的类型及应用

一、黑色金属材料

黑色金属材料又称钢铁材料，它们都是以铁和碳为主要元素组成的合金。

(―)生铁

碳的质量分数(wc)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

碳的质量分数超过2%(―般为2.5%～3.5%)的铁碳合金称为铸铁。

(三)钢

碳的质量分数不大于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。

(1)碳素结构钢:按其含碳量的不同，可分为低碳钢(含碳量wc<0.25%)、中碳钢(含碳量wc>0.25%～0.60%)和高碳钢(含碳量wc>0.60%)。

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。

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，因为该种钢不仅禚度好，而且缺口敏感性也较碳素结构钢大。

(3)特殊性能低合金高强度钢(了解)

2.按钢的用途分类(了解)

(四)钢材

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(HK300b);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

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12CrlMoV等钢材。

4.钢制品

在机电安装工程中，常用的钢制品主要有焊条、管件、阀门等。