【正文】 1 頁(yè) 2020 年造價(jià)工程師考試《 建設(shè)工程技術(shù)與計(jì)量 (安裝 )》精講班講義 班次介紹 : ，重要考點(diǎn)輔之以典型的例題分析，使學(xué)員對(duì)教材的內(nèi)容有一個(gè)全面系統(tǒng)的把握； ，幫助學(xué)員強(qiáng)化各章所學(xué)知識(shí)； ，幫助學(xué)員檢測(cè)精講班的學(xué)習(xí)效果； 教學(xué)目標(biāo)： 系統(tǒng)化教材，熟悉整體知識(shí)點(diǎn)的分布與構(gòu)成； 課時(shí)安排 : 20 小時(shí) , 18 小時(shí)課程講解 +2 套模擬題講解； 第一章 安裝工程材料 第一節(jié) 工程材料 一、工程材料及其分類 工程材料有各種不同的分類方法。一般都將工程材料按化學(xué)成分分為金屬材料 、非金屬材料、高分子材料和復(fù)合材料四大類。 （一）金屬材料 金屬材料是最重要的工程材料，包括金屬和以金屬為基的合金。工業(yè)上把金屬和其合金分為兩大部分： 1．黑色金屬材料 鐵和以鐵為基的合金（鋼、鑄鐵和鐵合金）。 2．有色金屬材料 黑色金屬以外的所有金屬及其合金。 應(yīng)用最廣的是黑色金屬。以鐵為基的合金材料占整個(gè)結(jié)構(gòu)材料和工具材料的 %以上。黑色金屬材料的工程性能比較優(yōu)越，價(jià)格也較便宜，是最重要的工程金屬材料。 有色金屬按照性能和特點(diǎn)可分為：輕金屬、易熔金屬 、難熔金屬、貴金屬、稀土金屬和堿土金屬。它們是重要的有特殊用途的材料。 （二）非金屬材料 非金屬材料也是重要的工程材料。它包括耐火材料、耐火隔熱材料、耐蝕（酸）非金屬材料和陶瓷材料等。 2 頁(yè) 1．耐火材料 2．耐火隔熱材料 3．耐蝕（酸）非金屬材料 4．陶瓷材料 （三）高分子材料 高分子材料為有機(jī)合成材料，也稱聚合物。它具有較高的強(qiáng)度、良好的塑性、較強(qiáng)的耐腐蝕性能，很好的絕緣性和重量輕等優(yōu)良性能，在工程上是發(fā)展最快的一類新型結(jié)構(gòu)材料。 高分子材料種類很多，工程上通常根據(jù)機(jī)械性 能和使用狀態(tài)將其分為三大類：塑料、橡膠、合成纖維。 （四）復(fù)合材料 復(fù)合材料就是用兩種或兩種以上不同材料組合的材料，其性能是其它單質(zhì)材料所不具備的。復(fù)合材料可以由各種不同種類的材料復(fù)合組成。它在強(qiáng)度、剛度和耐蝕性方面比單純的金屬、陶瓷和聚合物都優(yōu)越，是特殊的工程材料，具有廣闊的發(fā)展前景。 二、常用工程材料 （一）金屬材料 1．黑色金屬 黑色金屬一般是指鋼鐵材料，鋼鐵材料是工業(yè)中應(yīng)用最廣、用量最多的金屬材料，它們是以鐵為基的合金。含碳量小于 %（重量）的合金稱為鋼；而含碳量大于 %（重量）的合金稱為生鐵。工程實(shí)際中用的鋼和鑄鐵除含鐵、碳以外，還含有其它元素，其中一類是雜質(zhì)元素，如硫、磷、氫等，另一類是根據(jù)使用性能和工藝性能的需要，有意加入的合金元素，常見(jiàn)有鉻、鎳、錳和鈦等，鐵碳合金中加入上述元素就成了合金鋼或合金鑄鐵。 （ 1）鋼及其合金的分類和牌號(hào)表示方法 鋼中主要化學(xué)元素為鐵，另外還含有少量的碳、硅、錳、硫、磷、氧和氮等，這些少量元素對(duì)鋼材性質(zhì)影響很大。鋼中碳的含量對(duì)鋼的性質(zhì)有決定性影響，含碳量低，鋼的強(qiáng)度較低，但塑性大，延伸率和沖擊韌性高，鋼質(zhì)較軟，易于冷加工、切削和 焊接；含碳量高，鋼的強(qiáng)度高、塑性小、硬度大、性脆和不易加工。硫、磷為鋼中有害元素，含量稍多會(huì)嚴(yán)重影響鋼的塑性和韌性，磷使鋼顯著產(chǎn)生冷脆性，硫則產(chǎn)生熱脆性。硅、錳為有益元素，它們能使鋼材強(qiáng)度、硬度提高，而塑性、韌性不顯著降低。 鋼的力學(xué)性能（如抗拉強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率、沖擊韌度和硬度等）決定于鋼的成分和金相組織。鋼的成分一定時(shí)，其金相組織主要決定于鋼的熱處理，如退火、正火、淬火加回火等，其中淬火加回火的 3 頁(yè) 影響最大。 例題 1： 鋼的成分確定后，其力學(xué)性能主要取決于（ ）。 A．鋼的沖擊韌性 B．碳的含量 C．有害元素含量 D．鋼的金相組織 答案： D．鋼的金相組織 例題 2： 能夠使鋼材的強(qiáng)度、硬度提高，而塑性、韌性不顯著降低的化學(xué)元素為（ ）。 答案： 1）鋼的分類。我國(guó)鋼的分類標(biāo)準(zhǔn)（ GB/T13304— 1991）是參照國(guó)際標(biāo)準(zhǔn) ISO4948/1 和 ISO4948/2 鋼分類而制訂的。為了便于選用，鋼的一般分類如圖 所示。 4 頁(yè) 圖 鋼的分類圖 2） 鋼牌號(hào)的表示方法。 按照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《鋼鐵產(chǎn)品牌號(hào)表示方法》（ GB/T221— 2020）中規(guī)定，我國(guó)鋼鐵產(chǎn)品牌號(hào)采用漢語(yǔ)拼音字母、化學(xué)符號(hào)和阿拉伯?dāng)?shù)字相結(jié)合的表示方法，即： ① 牌號(hào)中化學(xué)元素采用國(guó)際化學(xué)元素表示。 ② 產(chǎn)品名稱、用途、特性和工藝方法等，通常采用代表該產(chǎn)品漢字的漢語(yǔ)拼音的縮寫(xiě)字母表示。 ③ 鋼鐵產(chǎn)品中的主要化學(xué)元素含量（％）采用阿拉伯?dāng)?shù)字表示。 碳素結(jié)構(gòu)鋼牌號(hào)由代表屈服點(diǎn)的字母 “Q” 、屈服點(diǎn)等級(jí)、質(zhì)量等級(jí)和脫氧程度等四部分按順序組成。屈服點(diǎn)數(shù)值共分為 Q19 Q21 Q23 Q255 和 Q275N/mm2五種；質(zhì)量等級(jí)以硫、磷雜質(zhì)含量多少，分別用 A、B、 C、 D 符號(hào)表示，脫氧程度如上所述， Z 和 TZ 在表示鋼的牌號(hào)時(shí)可以省略。如 Q235— AF 表示屈服點(diǎn)為 5 頁(yè) 235N/mm質(zhì)量等級(jí)為 A 的沸騰鋼。 優(yōu)質(zhì)碳素鋼的牌號(hào)以兩位數(shù)字表示，數(shù)字代表含碳量的百分之幾（以 %為單位），如鋼號(hào)為 20，表示平均含碳量為 %的優(yōu)質(zhì)碳素鋼；鋼號(hào)為 45，表示平均含碳量為 %的優(yōu)質(zhì)碳素鋼。 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼原名為普通低合金鋼。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼以屈服點(diǎn)等級(jí)為主，劃分成五個(gè)牌號(hào)，其表示方法如下： 屈服點(diǎn)等級(jí)加質(zhì)量等級(jí)。屈服點(diǎn)等級(jí)： Q29 Q34 Q390、 Q420 和 Q460。質(zhì)量等級(jí)： E、D、 C、 B、 A。由于合金元素的強(qiáng)化作用，使低合金結(jié)構(gòu)鋼不但具有較高的強(qiáng)度，且具有較好的塑性、韌性和可焊性。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼主要用于焊接結(jié)構(gòu)，其制造工藝主要是冷、熱壓力加工和焊接。 合金結(jié)構(gòu)鋼的牌號(hào)按下列規(guī)則編制。用兩位阿拉伯?dāng)?shù)字?jǐn)?shù)字表示平均含碳量（以萬(wàn)分之幾計(jì)），放在牌號(hào)頭部。合金元素含量為 %~%、 %~%、 %~%、 %~%、 ?? 時(shí)，相應(yīng)地注為 5?? 。平均合金含量 %者，在牌號(hào)中只標(biāo)出元素符號(hào)，不注其含量。如 30CrMnSi 表示碳、鉻、錳、硅平均含量分別為 %、 %、 %、 %的合金結(jié)構(gòu)鋼。高級(jí)優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼，在牌號(hào)尾部加符號(hào) “A” 表示，如 “30CrMnSiA” ；特級(jí)優(yōu)質(zhì)合金結(jié)構(gòu)鋼，在牌號(hào)尾部加符號(hào) “E” 表示，如“30CrMnSiE” 3）工程中常用鋼及其合金的性能和特點(diǎn)。 ① 碳素結(jié)構(gòu)鋼。碳 素結(jié)構(gòu)鋼包括普 通碳素結(jié)構(gòu)鋼 （ GB/T700— 1988）和優(yōu)質(zhì)碳素 結(jié)構(gòu)鋼（ GB/T699— 1999）。 碳素結(jié)構(gòu) 鋼生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，有良好工藝性能（如焊接性能、壓力加工性能等）、必要的韌性、良好的塑性以及價(jià)廉和易于大量供應(yīng)，通常在熱軋后使用。在橋梁、建筑、船舶上獲得了極廣泛的應(yīng)用。某些不太重要、要求韌性不高的機(jī)械零件也廣泛選用。 ② 優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。與普通碳素結(jié)構(gòu)鋼相比，優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼塑性和韌性較高。并可通過(guò)熱處理強(qiáng)化，多用于較重要的零件，是廣泛應(yīng)用的機(jī)械制造用鋼。根據(jù)含碳量的不同，優(yōu)質(zhì)碳素鋼分為低碳鋼、中碳鋼和高碳鋼。 ③ 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼。低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼比碳素結(jié)構(gòu)鋼具有較高的韌性，同時(shí)有良好的焊接性能、冷熱壓力 加工性能和耐蝕性，部分鋼種還具有較低的脆性轉(zhuǎn)變溫度。 ④ 合金結(jié)構(gòu)鋼。合金結(jié)構(gòu)鋼是在優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼的基礎(chǔ)上加入適量的一種或數(shù)種合金元素而形成的，它的綜合力學(xué)性能優(yōu)于優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼。合金結(jié)構(gòu)鋼是合金鋼中用量最多的一類鋼，廣泛用于制造各種要求韌性高的重要機(jī)械零件和構(gòu)件。 ⑤ 不銹耐酸鋼。不銹耐酸鋼簡(jiǎn)稱不銹鋼。它是指在空氣、水、酸、堿、鹽及其溶液和其他腐蝕介質(zhì)中具有高穩(wěn)定性的鋼種。 6 頁(yè) a 鐵素體型不銹鋼。鉻是鐵素體型不銹鋼中的主要合金元素，通常含鉻量的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于或等于 %，不含鎳。某些鋼種 還添加有鋁、鈦和硫等。高鉻鋼（ %~%Cr）有良好的抗高溫氧化能力，在氧化性酸溶液，如硝酸溶液中，有良好的耐蝕性，故其在硝酸和氮肥工業(yè)中廣泛使用。高鉻鐵素體不銹鋼的缺點(diǎn)是鋼的缺口敏感性和脆性轉(zhuǎn)變溫度較高，鋼在加熱后對(duì)晶間腐蝕也較為敏感。如 0Crl3 不銹鋼在弱腐蝕介質(zhì)中，如淡水中，有良好的耐蝕性。 b 馬氏體型不銹鋼。鉻是鋼中的主要合金元素，鋼在淬火 — 回火狀態(tài)使用，有較高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性。通常用在弱腐蝕性介質(zhì)，如海水、淡水和水蒸氣等中，使用溫度小于或等于 580℃ 、通常作為受力較大的零 件和工具的制作材料，由于此鋼焊接性能不好，故一般不用作焊接件。 c 奧氏體型不銹鋼。鋼中主要合金元素為鉻和鎳，其次是鈦、鈮、鉬、氮和錳等。此鋼具有奧氏體組織，這類鋼具有高的韌性、低的脆性轉(zhuǎn)變溫度、良好的耐蝕性和高溫強(qiáng)度、較好的抗氧化性以及良好的壓力加工和焊接性能。但是這類鋼的屈服強(qiáng)度低，且不能采用熱處理方法強(qiáng)化，而只能進(jìn)行冷變形強(qiáng)化。 d 鐵素體 — 奧氏體型不銹鋼。這類鋼是在奧氏體不銹鋼基礎(chǔ)上，添加更多的鉻、鉬和硅等有利于形成鐵素體的元素，或降低鋼的含碳量而獲得的。其屈服強(qiáng)度約為奧氏體型不銹鋼 的兩倍，可焊性良好，韌性較高，應(yīng)力腐蝕、晶間腐蝕及焊接時(shí)的熱裂傾向均小于奧氏體型不銹鋼。 e 沉淀硬化型不銹鋼。這類鋼的突出優(yōu)點(diǎn)是經(jīng)沉淀硬化熱處理以后具有高的強(qiáng)度，耐蝕性優(yōu)于鐵素體型不銹鋼。它主要用于制造高強(qiáng)度和耐蝕的容器、結(jié)構(gòu)和零件，也可用作高溫零件，如汽輪機(jī)零件。 ⑥ 鑄鋼。鑄鋼具有較高的強(qiáng)度、塑性和韌性，可以鑄成各種形狀、尺寸和質(zhì)量的鑄鋼件。某些冷、熱變形性能差或難切削加工的鋼，則能由鑄造成型。 a 碳素鋼鑄鋼。牌號(hào)有兩種表示方法，也即是以強(qiáng)度表示的鑄鋼牌號(hào)和以化學(xué)成分表示的鑄鋼牌號(hào)。以強(qiáng)度表 示的是碳素鋼鑄鋼牌號(hào)，即在 ZG 后面加兩組力學(xué)性能數(shù)字，第一組數(shù)字表示該鋼的屈服強(qiáng)度最低值（ MPa），第二組數(shù)字表示該鋼的抗拉強(qiáng)度最低值（ MPa），例如 ZG200400。以化學(xué)成分表示的是合金鋼鑄鋼牌號(hào)，即在 ZG 后面依次加上表示鑄鋼的名義萬(wàn)分含碳量及合金元素的名義百分含量，例如 ZG15Cr1Mo1V。 b 低合金鋼鑄鋼。根據(jù) JB/T6402— 1992 低合金鋼鑄鋼牌號(hào)表示方法，以化學(xué)成分表示低合金鋼鑄鋼牌號(hào)，即在 ZG 后面依次加上表示鑄鋼的名義萬(wàn)分含碳量及合金元素的名義百分含量，例如 ZG35CrMnSi。 例題 1： 某鋼材不但具有較高的強(qiáng)度，且具有較好的塑性、韌性和可焊性，多用于焊接結(jié)構(gòu)，其制造工藝主要是冷、熱壓力加工和焊接，此種鋼為 ( )。 P5 A．碳素結(jié)構(gòu)鋼 B．優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼 7 頁(yè) C．低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼 D．合金結(jié)構(gòu)鋼 答案： C 解析：這道題的考點(diǎn)是 工程中常用鋼及其合金的性能和特點(diǎn) 。 低合金高強(qiáng)度結(jié)構(gòu)鋼比碳素結(jié)構(gòu)鋼具有較高的韌性，同時(shí)有良好的焊接性能、冷熱壓力加工性能和耐蝕性，部分鋼種還具有較低的脆性轉(zhuǎn)變溫度。 另外從名稱上就可以看出其具有較高的強(qiáng)度。 例題 2： 具有高的韌性、低的脆性轉(zhuǎn)變溫度、 良好的耐蝕性及良好的加工和焊接性能，但其屈服強(qiáng)度低、不能采用熱處理方法進(jìn)行強(qiáng)化的不銹鋼為 ( )。 — 奧氏體型不銹鋼 答案： 例題 3： 與奧氏體不銹鋼相比，鐵素體一奧氏體不銹鋼的主要性能為（ ）。 答案： B．屈服強(qiáng)度較高 例題 4： 與馬氏體型不銹鋼相比，奧氏體型不銹鋼的特點(diǎn)為 ( )。 P6 A．具有較高的硬度和耐磨性 B．屈服強(qiáng)度較高 C．可采用熱處理方法提高強(qiáng)度 D．具有良好的焊接性能 答案： D 解析：這道題的考點(diǎn)是 工程中常用鋼及其合金的性能和特點(diǎn) ，具體考的是幾種常用的不銹鋼的特性。 8 頁(yè) 馬氏體型不銹鋼 特性為： 鉻是鋼中的主要合金元素，鋼在淬火 — 回火狀態(tài)使用，有較高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性。通常用在弱腐蝕性介質(zhì)，如海水、淡水和水蒸氣等中，使用溫度小于或等于 580℃ 、通常作為受力較大的零件和工具的制作材料，由于此鋼焊接性能不好，故一般不用作焊接件。 奧氏體型不銹鋼 特性為 ： 鋼中主要合金元素為鉻和鎳，其次是鈦、鈮、鉬、氮和錳等。此鋼具有奧氏體組織，這類鋼具有高的韌性、低的脆性轉(zhuǎn)變溫度、良好的耐蝕性和高溫強(qiáng)度、較好的抗氧化性以及良好的壓力加工和焊接性能。但是這類鋼的屈服強(qiáng)度低，且不能采用熱處理方法強(qiáng)化，而只能進(jìn)行冷變形強(qiáng)化。 因此具有良好的焊接性能是奧氏體型不銹鋼具有，而馬氏體型不銹鋼不具有的特性。