机电工程常用材料（一）

金属材料

一、金属材料类型

两大类型：黑色金属，有色金属

1、黑色金属材料

黑色金属又称钢铁材料，包括工业纯铁、钢、铸铁等，广义上黑色金属包括铁、锰、铬及其合金。

钢按照化学成分分为什么？

非合金钢、低合金钢、合金钢。

机电工程常用典型低合金钢和合金钢

	常用材料牌号
低合金钢	Q355、16MnDG、AF11、Q265GNH
合金钢	20Mn2、12CrMo、15CrMo、12Cr1MoV、06GR9Ni10

表中牌号示例：

Q245：“Q”为屈服强度第一个字母“245”代表最小屈服强度值为 245MPa ( 或 N/mm2)；

20MnG：“20” 表示平均含碳量为 0.002；“Mn”表示较高含锰量的优质非合金钢，“G”表示锅炉用钢管；

L210-“L”表示管线用钢，“210”代表最小屈服强度值为 210MPa ( 或 N/mm²) 。

2、有色金属

有色金属是指铁、锰、铬以外的所有金属及其合金，通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大，电阻温度系数小。

二、金属材料应用

铝及铝合金

1. 重熔用铝锭

简称铝锭，是采用氧化铝 - 冰晶石熔盐电解法生产的纯铝。

铝锭产品按化学成分分为 8 个牌号：A199.85、A199.80、A199.70、A199.60、A199.50、A199.00、Al99.7E，A199.E，其中数字代表化学成分 ( 质量分数 ) A1 不小于该数值。

2. 铸造铝合金

(1) 以铝锭为主要原料，依照国家标准或特殊要求添加其他元素，如：硅 (Si)、铜 (Cu)、镁 (Mg) 、铁 (Fe)……，改善纯铝在铸造性、化学性及物理性的不足，而调配出来的合金。

(2) 根据主要合金元素差异，现有四类铸造铝合金产品：铝硅系合金、铝铜合金、铝镁合金、铝锌系合金，可用于铝合金铸件 ( 不含压铸件 ) 的生产。

3. 变形铝及铝合金

(1) 以压力加工方法生产的铝及铝合金加工产品及其所用的铸锭和坯料。

4. 铝及铝合金管材

(1) 无缝圆管：采用穿孔针穿孔挤压，内孔边界之间无分界线或焊缝的管材。

(2) 有缝管材：不采用穿孔挤压，采用分流组合模或桥式组合模挤压，内孔边界之间有一条或多条分界线或焊缝的管材 ( 包括圆管、矩形管及正多边形管 ) 。

(3) 焊接管材：用轧制的板材或带材焊接而成，在焊接边界之间有一条明显的分界线或焊缝的管材。

5. 铝及铝合金建材型材

(1) 铝合金建筑型材可分为：基材、阳极氧化型材、电泳涂漆型材、喷粉型材、隔热型材。

(2) 隔热型材常被称为断桥铝合金，它是以低热导率的非金属材料连接铝合金建筑型材制成的具有隔热、隔冷功能的复合材料。

6. 铝和铝合金母线

(1)电工用铝和铝合金母线 ( 亦称铝和铝合金排 ) ，按材料种类分为铝母线和铝合金母线。

(2)贵重金属，贵金属主要指金、银和铂族金属。按照生产过程，具有特定用途，贵金属及其合金牌号分为冶炼产品、加工产品、复合材料、粉末产品、钎焊料五类。

非金属材料

一、非金属材料类型

两大类：高分子材料、无机非金属材料

高分子材料

高分子材料也称为聚合物材料，它是一类以高分子化合物为基体，再配以其他添加剂所构成的材料。按特性分：橡胶、纤维、塑料、高分子胶粘剂、高分子涂料和高分子基复合材料等。

1. 塑料

按用途：分为通用塑料、工程塑料和特种塑料三种类型

通用塑料：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯（带“乙、丙”）。

工程塑料：分为通用工程塑料、特种工程塑料，通用工程塑料：聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚酯、聚苯醚。其中聚酯可用于如电视机用变压器部件

特种塑料：聚苯硫醚、聚酰亚胺、聚砜、聚醚酮、液晶聚合物

2. 橡胶

按来源分：天然橡胶和合成橡胶

按性能和用途分：通用橡胶和特种橡胶

通用橡胶：天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、氯丁橡胶等

特种橡胶：硅橡胶、氟橡胶、聚氨酯橡胶、丁腈橡胶等

3. 高分子涂料

根据成膜物质不同分为：油脂涂料、天然树脂涂料和合成树脂涂料

4. 功能高分子材料

功能高分子材料除具有聚合物的一般力学性能、绝缘性能和热性能外，还具有物质、能量和信息转换、磁性、传递和储存等特殊功能。

包括高分子信息转换材料、高分子透明材料、高分子模拟酶、生物降解高分子材料、高分子形状记忆材料和医用、药用高分子材料等。

二、无机非金属材料

1. 普通 ( 传统 ) 的无机非金属材料如水泥、玻璃、陶瓷和耐火材料等，是工业和基本建设所必需的基础材料。

2. 特种 ( 新型 ) 的无机非金属材料

主要有先进陶瓷、非晶态材料、人工晶体、无机涂层、无机纤维等。

常用的非金属材料及使用范围

1、非金属风管

非金属风管	适用范围	不适用范围
玻璃纤维复合风管	中压以下空调系统	洁净空调、酸碱性环境和防排烟系统以及相对湿度 90% 以上的系统
酚醛复合风管	低、中压空调系统及潮湿环境	高压及洁净空调、酸碱性环境和防排烟系统
聚氨酯复合风管	低、中、高压洁净空调系统及潮湿环境	酸碱性环境和防排烟系统
硬聚氯乙烯风管	洁净室含酸碱的排风系统

2、塑料及复合材料水管

塑料及复合材料水管	特点及使用范围
硬聚氯乙烯管	内壁光滑阻力小、不结垢，无毒、无污染，耐腐蚀。使用温度不大于 40℃，故为冷水管。抗老化性能好、难燃，可采用橡胶圈柔性接口安装。主要用于给水管道 ( 非饮用水 )、排水管道、雨水管道。
氯化聚氯乙烯管	高温机械强度高，适于受压的场合。主要应用于冷热水管、消防水管系统、工业管道系统。
无规共聚聚丙烯管	无毒，无害，不生锈，不腐蚀，有高度的耐酸性和耐氯化物性。适合采用嵌墙和地坪面层内的直埋暗敷方式，水流阻力小。主要应用于饮用水管、冷热水管。
丁烯管	有较高的强度，韧性好，无毒。应用于饮用水、冷热水管。特别适用于薄壁、小口径压力管道。
交联聚乙烯管	无毒，卫生，透明。主要用于地板辐射供暖系统的盘管。
铝塑复合管	安全无毒，耐腐蚀，不结垢，流量大，阻力小，寿命长，柔性好，弯曲后不反弹，安装简单。应用于饮用水，冷、热水管。
塑复铜管	无毒，抗菌卫生，不腐蚀，不结垢，水质好，流量大，强度高，刚性大，耐热，抗冻，耐久，长期使用温度范围宽 (-70~100℃ )，比铜管保温性能好。主要用作工业及生活饮用水，冷、热水输送管道。

3、粘合剂

通过其使用方式可分为：

类型	应用
聚合型	环氧树脂
热熔型	尼龙、聚乙烯
加压型	天然橡胶
水溶型	淀粉

4、新型高分子材料

新型高分子材料	特点
光功能材料	能够对光进行吸收和转换，或者透射和储存。
高分子分离膜材料	利用高分子材料来制作成的一种具有半透性质的过滤膜，它的典型特征是选择透过性。这种材料对环保工作等做出了重要贡献，并且分离效率高，使用条件好。
高分子复合材料	这种材料聚集了多种材料的特征，优势十分明显，例如，复合材料能够同时具备耐高温和高强度等多种优点。
高分子磁性材料	指磁性材料与高分子材料的一种复合形式，也属于高分子复合材料的一种。

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