2021年度注册造价工程师建设工程技术与计量考试大纲

JU.，内'1'J

—

本章知识，体系

型材、板材I型材

板材

第二节和管材

-C

手工电弧焊焊接材料

—.安装工程惯-V

-电弧刨割条

章—

安管件

—法兰

装一附件

工垫片

第三节

法兰J阀门型号及表达办法

程—<

L

安装工程惯

材除污器

阀门

料—<阻火器

—视镜

■-

.'一^、r，rria）.rm

电线

第四节

电气材料电力电缆

惯用电一一

同轴电缆

双绞线（双绞电缆）

本章节重要考点详解

第一节建设工程材料

一、金属材料（表1-1）

项目内容

黑色钢分类钢具备许多优良特性如材质均匀、性能可靠；具备较高强度和良好塑性、韧性和延展性,

金属和用途可承受各种性质荷载：加工性优良，如可焊、可钾、可制成各种形状型材和零件。

钢中重要化学元素为铁，此外还具有少量碳、硅、镒、硫、磷、氧和氮等，这些少量元

素对钢性质影响很大。钢中碳含量对钢性质有决定性影响，含碳量低钢材强度较低，但塑性

大，延伸率和冲击韧性高，质地较软，易于冷加工、切削和焊接；含碳量高钢材强度高（当

含碳量超过1.00%时，钢材强度开始下降）、塑性小、硬度大、脆性大和不易加工。硫、磷

为钢材中有害元素，含量较多就会严重影响钢材塑性和韧性，磷使钢材明显产生冷脆性，硫

则使钢材产生热脆性。硅、铳等为有益元素，它们能使钢材强度、硬度提高，而塑性、韧性

不明显减少。

钢材力学性能取决于钢材成分和金相组织。钢材成分一定期，其金相组织重要取决于钢

材热解决，如退火、正火、淬火加回火等，其中淬火加回火影响最大。

（1）钢分类。《钢分类》（GB"13304）按照化学成分将钢材分为非合金钢、低合金钢

和合金钢三类

（2）钢牌号表达办法。

《钢铁产品牌号表达办法》（GB/T211-）中规定：

I）碳素构造钢和低合金构造钢。

碳素构造钢和低合金构造钢牌号普通由四某些构成：

第一某些：前缀符号+强度值（以N/mnF或MPa为单位），其中通用构造钢前缀符号

为代表屈服强度拼音字母“Q”

第二某些（必要时）：钢质量级别，用英文字母A、B,C、D、E、F……表达；

第三某些（必要时）：脱氧方式表达符号，即沸腾钢（F）、半镇定钢（b）、镇定钢（Z）、

特殊镇定钢（TZ）.镇定钢、特殊镇定钢表达符号普通可以省略；

第四某些（必要时）：产品用途、特性和工艺办法表达符号

2）优质碳素构造钢。

优质碳素构造钢牌号普通由五某些构成：

第一某些：以二位阿拉伯数字表达平均含碳量（以万分之几计）；

第二某些（必要时）：较高含锌量优质碳素构造钢，加镭元素符号Mn；

第三某些（必要时）：钢材冶金质量，即高档优质钢、特级优质钢分别以A、E表达，

优质钢不用字母表达；

第四某些（必要时）：脱氧方式表达符号，即沸腾钢（F）、半镇定钢（b）、镇定钢（Z）,

但镇定钢表达符号普通可以省略；

第五某些（必要时）：产品用途、特性和工艺办法表达符号

3）合金构造钢。

合金构造钢牌号普通由四某些构成：

第一某些：以二位阿拉伯数字表达平均含碳量（以万分之几计）；

（续）

项目内容

第二某些：合金元素含量，以化学元素符号及阿拉伯数字表达。详细表达办法为：平均

含量不大于1.50%时，牌号中仅标明元素，普通不标明含量；平均含量为1.50%〜2.49%、

2.50%〜3.49%、3.50%〜4.49%、4.50%〜5.49%、时，在合金元素后相应写成2、3、4、

5……；

第三某些：钢材冶金质量，即高档优质钢、特级优质钢分别以A、E表达，优质钢不用

字母表达；

第四某些（必要时）：产品用途、特性或工艺办法表达符号

（3）工程中惯用钢及其合金性能和特点.

I）普通碳素构造钢。普通碳素构造钢碳、磷、硫及其她残存元素含量控制较宽，某些

性能如低温韧性和时效敏感性较差。

普通碳素构造钢生产工艺简朴，有良好工艺性能（如焊接性能、压力加工性能等）、必

要韧性、良好塑性以及价廉和易于大量供应，普通在热轧后使用。如Q195钢强度不高，塑

性、韧性、加工性能与焊接性能较好，重要用于轧制薄板和盘条等；Q215钢重要用于制作

管坯、螺栓等；Q235钢强度适中，有良好承载性，又具备较好塑性和韧性，可焊性和可加

工性也好，是钢构造惯用牌号；Q235钢大量制作成钢筋、型钢和钢板用于建造房屋和桥梁

等；Q275钢强度和硬度较高，耐磨性较好，但塑性、冲击韧性和可焊性差，重要用于制造

轴类、农具、耐磨零件和垫板等。

黑色钢分类2）优质碳素构造钢。优质碳素构造钢是含碳不大于0.8%碳素钢，这种钢中所含硫、磷

金属和用途及非金属夹杂物比碳素构造钢少。与普通碳素构造钢相比,优质碳素构造钢塑性和韧性较高,

并可通过热解决强化，多用于较重要零件，是广泛应用机械制造用钢。依照含碳量不同，优

质碳素钢分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。低碳钢强度和硬度低，但塑性和韧性高，加工性和

焊接性能优良，用于制造承载较小和规定韧性高零件以及小型渗碳零件；中碳钢强度和硬度

较高，塑性和韧性较低，切削性能良好，但焊接性能较差，冷热变形能力良好，重要用于制

造荷载较大机械零件。惯用中碳钢为40、45和50钢，但由于碳素钢淬透性不高，零件尺寸

越大，调质解决强化效果越差，因而只有中、小型零件采用调质解决才干获得较好强化效果。

3）普通低合金钢。普通低合金钢比碳素构造钢具备较高韧性，同步有良好焊接性能、

冷热压加工性能和耐蚀性，某些钢种还具备较低脆性转变温度。如Q295（09MnV、09MnNb）

具备良好塑性、韧性、冷弯性能、冷热压力加工性能和焊接性能，且有一定耐蚀性能。用于

制造各种容器、螺旋焊管、建筑构造、车辆用冲压件和船体等；Q345（18Nb）具备综合力

学性能、耐低温冲击韧性、焊接性能和冷热压加工性能良好特性，可用于建筑构造、化工容

器和管道、起重机械和鼓风机等。此外，由于普通低合金钢生产工艺与碳素构造钢类似，故

普通低合金钢价格与碳素构造钢相近。

4）优质低合金钢。优质低合金钢广泛用于制造各种规定韧性高重要机械零件和构件。

当零件形状复杂，截面尺寸较大，规定韧性高时，采用优质低合金钢可使复杂形状零件淬火

变形和开裂倾向降到最小。因而，形状复杂或截面尺寸较大或规定韧性高淬火零件，普通为

优质低合金钢，如用15MnVg制造锅炉和压力容器、用70Mn制造起重机钢轨、用20MnSiV

制造承受较高荷载或高速冲击齿轮轴、齿圈、齿轮、主釉、蜗杆和离合器（机床

（续）

项目内容

用）等。

5）不锈耐酸钢。不锈耐酸钢简称不锈钢。它是指在空气、水、酸、碱、盐及其溶液和

其她腐蚀介质中具备高稳定性钢种。它在化工、石油、食品机械和国防工业中广泛应用。

按不锈钢使用状态金相组织，可分为铁素体、马氏体、奥氏体、铁素体加奥氏体和沉

淀硬化型不锈钢五类。现将各类不锈钢特点简述如下：

①铁素体型不锈钢。铭是铁素体型不锈钢中主加元素，普通含铭质量分数。13.00%。

某些钢种还添加有铝和钛等。高铭钢（17.0%〜30.0%Cr）有良好抗高温氧化能力，在氧化

性酸溶液，如硝酸溶液中，有良好耐蚀性，故其在硝酸和氮肥工业中广泛使用，此外0Crl3

不锈钢在弱腐蚀介质中，如淡水中，也有良好耐蚀性。高铝铁素体不锈钢缺陷是钢缺口敏

感性和脆性转变温度较高，钢在加热后对晶间腐蚀也较为敏感。

②马氏体型不锈钢。此钢具备较高强度、硬度和耐磨性。通惯用于弱腐蚀性介质环境

中，如海水、淡水和水蒸气中；以及使用温度W58CTC环境中，普通也可作为受力较大零件

和工具制作材料。但由于此钢焊接性能不好，故普通不用作焊接件。

黑色金钢分类

③奥氏体型不锈钢。钢中重要合金元素为铭、银、钛、铝、铝、氮和锌等。此钢具备

属和用途

较高韧性、良好耐蚀性、高温强度和较好抗氧化性，以及良好压力加工和焊接性能。但是

此类钢屈服强度低，且不能采用热解决办法强化，而只能进行冷变形强化。

④铁素体-奥氏体型不锈钢。此类钢其屈服强度约为奥氏体型不锈钢两倍，可焊性良好,

韧性较高，应力腐蚀、晶间腐蚀及焊接时热裂倾向均不大于奥氏体型不锈钢。

⑤沉淀硬化型不锈钢。此类钢突出长处是经沉淀硬化热解决后来具备高强度，耐蚀性

优于铁素体型不锈钢。它重要用于制造高强度和耐蚀容器、构造和零件，也可用作高温零

件。

6）铸钢。铸钢具备较高强度、塑性和韧性，可以铸成各种形状、尺寸和重量铸钢件。

某些冷、热变形性能差或难切削加工钢，则由铸钢成型。

用于轧材和锻件钢号原则上都可用于铸钢件。少数钢号为满足锻造工艺规定，在成分

上应恰当调节。如采用ZG35SiMn制作大型铸钢件时，应将硅质量分数从1.1%〜1.4%减少

到0.6%〜0.8%,以减少铸钢裂纹敏感性。

铸钢件物理和化学性能和焊接性能与锻件相近，这重要决定于钢成分，如铸件碳含量

和合金元素含量增长,铸件焊接性能变差。

铸铁是含碳量不不大于2.06%铁碳含金，并且还具有较多量硅、锦、硫和磷等元素。铸

铁是应用最广泛锻造材料。它具备生产设备和工艺简朴、价格便宜等长处。大某些机械设

备箱体、壳体、机座、支架和受力不大零件多用铸铁制造。某些承受冲击不大重要零件，

黑色金铸铁分如小型柴油机曲轴，多用球墨铸铁制造。其因素是铸铁切削性能和锻造性能优良，有助于

属类和用节约材料，减少机械加工工时，且有必要强度和某些优良性能，如高耐磨性、吸震性和低

途缺口敏感性等。

（1）铸铁分类。铸铁与钢相比，其成分特点是碳、硅含量高，杂质含量也较高。但杂

质在钢和铸铁中作用完全不同，如磷在耐磨铸铁中是提高其耐磨性重要合金元素，钵和硅

都是铸铁中重要元素，唯一有害元素是硫。铸铁组织特点是具有石墨，组织其

（续）

项目内容

余某些相称于碳含量＜0.80%钢组织。铸铁韧性和塑性重要决定于石墨数量、形状、

大小和分布，其中石墨形状影响最大。铸铁其她性能也与石墨密切有关。基体组织是影响

铸铁硬度、抗压强度和耐磨性重要因素。

按碳存在形式分类，铸铁可分为灰口铸铁、白口铸铁和麻口铸铁三大类。灰口铸铁中

碳除微量溶入铁素体外，所有或大部以石墨形式存在，因断口呈灰色，故名灰口铸铁；白

□铸铁中碳完全以渗碳体形式存在，断口呈亮白色。白口铸铁很难切削加工，重要作炼钢

原料使用。但由于它硬度和耐磨性高，也可以铸成表面为白口组织铸件，如轧辑、球磨机

磨球等。麻口铸铁中碳以石墨和渗碳体混合形式存在，断口呈灰白色。这种铸铁有较大脆

性，工业上很少使用。

按照石墨形状特性，灰口铸铁可分为普通灰铸铁（石墨呈片状）、蠕墨铸铁（石墨呈

蠕虫状）、可锻铸铁（石墨呈团絮状）和球墨铸铁（石墨呈球状）四大类。

（2）铸铁牌号表达办法

（3）工程中惯用铸铁性能和特点

1）灰铸铁。灰铸铁组织由石墨和基体两某些构成。基体可以是铁素体，珠光体或铁

素体加珠光体，相称于钢组织。因而铸铁组织可以当作是钢基体上分布着石墨。

灰铸铁涉及普通灰铸铁、奥氏体灰铸铁、冷硬灰铸铁、耐磨灰铸铁、耐热灰铸铁和耐

蚀灰铸铁六种，灰铸铁价格便宜，应用非常广泛。在各类铸铁总产量中，灰铸铁占80%以

黑色金铸铁分上。影响灰铸铁组织和性能因素重要是化学成分和冷却速度。灰铸铁中碳、硅含量普通控

属类和用制在碳2.5%〜4.0%,硅1.0%〜3.0%。

途2）球墨铸铁。球墨铸铁其综合机械性能接近于钢，因锻造性能较好，成本低廉，

生产以便，在工业中得到了广泛应用。球黑铸铁成分规定比较严格，与灰铸铁相比，它含

碳量较高，普通在4.5%〜4.7%范畴内变动，以利于石墨球化。

球墨铸铁抗拉强度远远超过灰铸铁，而与钢相称。因而对于承受静教零件，使用球墨

铸铁比铸钢还节约材料，并且重量更轻，并具备较好耐疲劳强度。实验表白，球墨铸铁扭

转疲劳强度甚至超过45钢。在实际工程中惯用球墨铸铁来代替钢制造某些重要零件，如

曲轴、连杆和凸轮轴等。

3）蠕墨铸铁。蠕墨铸铁强度接近于球墨铸铁，并具备一定韧性和较高耐磨性；同步

又有灰铸铁良好锻造性能和导热性。蠕墨铸铁是在一定成分铁水中加入适量蠕化剂经解决

而炼成，其办法和程序与球墨铸铁基本相似。

蠕墨铸铁在生产中重要用于生产汽缸盖、汽缸套、钢锭模和液压阀等铸件。作为一种

新铸铁材料，它发展前景是相称乐观。

4）可锻铸铁。可锻铸铁具备较高强度、塑性和冲击韧性，可以某些代替碳钢。这种

铸铁有黑心可锻铸铁、白心可锻铸铁、珠光体可锻铸铁三种类型。黑心可锻铸铁依托石墨

化退火来获得；白心可锻铸铁运用氧化脱碳退火来制取。可锻铸铁惯用来制造形状复杂、

承受冲击和振动荷载零件，如管接头和低压阀门等。与球墨铸铁相比，可锻铸铁具备成本

低，质量稳定，解央工艺简朴等长处。

（续）

项目内容

(1)铝及铝合金。铝及铝合金在采用各种强化手段后可以达到与普通低合金钢相近强

度，并且其比强度要比普通钢高得多。

(2)铜及铜合金。纯铜呈紫红色，常称紫铜，重要用于制作电导体及配制合金。纯铜

强度低，不适当用作构造材料。

(3)镇及银合金。银及银合金是用于化学、石油、有色金属冶炼、高温、高压、高浓

度或混有不纯物等各种苛刻腐蚀环境比较抱负金属材料。

由于银原则电势不不大于铁，可获得耐蚀性优秀银基耐蚀合金。银力学性能良好，特别

塑性、韧性优良，能适应各种腐蚀环境。多用于食品加工设备、化学品装运容器、电气与电

子部件、解决苛性碱设备、耐海水腐蚀设备和换热器，如化工设备中阀门、泵、轴、夹具和

紧固件，也惯用于制作接触浓CaCk溶液冷冻机零件，以及发电厂给水加热器管子等。

(4)钛及钛合金。钛许多优秀性能是其他材料所不及，且钛资源丰富，储量仅次于铝、

有色金铁和镁，为四大金属元素之一。钛合金不但在飞机、导弹、航天和舰船等方面广泛应用，并

属及其且也正向民用领域推广。

有色金

合金牌钛在高温下化学活性极高，非常容易与氧、氮和碳等元素形成稳定化合物，因此在大气

属材料

号表达中工作钛及钛合金只在54CTC如下使用；钛具备良好低温性能，可做低温材料；常温下钛具

办法备极好抗蚀性能，在大气、海水、硝酸和碱溶液等介质中十分稳定。但在任何浓度氢氟酸中

均能迅速溶解。

工业纯钛棒材、板材和挤压型材用于化工等行业，可制造各种耐蚀、500℃如下耐热零

件，如热互换器等。

(5)铅及铅合金。在铅中加入睇、铜、锡和神等元素可提高铅再结晶温度、细化晶粒、

提高硬度和强度等，并保持合金良好耐蚀性。铅在大气、淡水、海水中很稳定，铅对硫酸、

磷酸、亚硫酸、铭酸和氢氟酸等则有良好耐蚀性。铅与硫酸作用时，在其表面产生一层不溶

解硫酸铅，它可保护内部铅不再被继续腐蚀。铅不耐硝酸腐蚀，在盐酸中也不稳定。

(6)镁及镁合金。镁及镁合金重要特性是密度小、化学活性强、强度低。但纯镁普通不

能用于构造材料。虽然镁合金相对密度小，且强度不高，但它比强度和比刚度却可以与合金

构造钢相媲美，镁合金能承受较大冲击、振动荷载，并有良好机械加工性能和抛光性能。其

缺陷是耐蚀性较差、缺口敏感性大及熔铸工艺复杂。

惯用工程材料分类

黑色金属铁、碳素钢、合金钢

金属材料

有色金属铝、铅、铜、镁和银等及其合金

耐火材料耐火砌体材料、耐火水泥及耐火混凝土

无机非

非金属材料耐火隔热材料硅藻土、蛭石、玻璃纤维(又称矿渣棉)、石棉制品

金属材料

耐蚀(酸)非

铸石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等

金属材料

陶瓷材料电器绝缘陶瓷、化工陶瓷、构造陶瓷和耐酸陶瓷等

橡胶天然橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、硅橡胶等

高分

塑料聚四氟乙烯、ABS、聚丙烯、聚飒和聚乙烯等

子材料

合成纤维聚酯纤维和聚酰胺纤维等

无机-有机材料玻璃纤维增强塑料、聚合物混凝土、沥青混凝土等

复合材料非金属-金属材料钢筋混凝土、钢丝网水泥、塑铝复合管、铝箔面油毡等

其她复合材料水泥石棉制品、不锈钢包覆钢板等

专用构造钢前缀符号

采用中文及汉语拼音或英文单词采用

产品名称位置

中文汉语拼音英文单词字母

热轧光圆热轧光圆钢HotRolledPlain

一HPB牌号头

钢筋筋Bars

热轧带肋热轧带肋钢HotRolledRibbed

—HRB牌号头

钢筋筋Bars

细晶粒热热轧带肋钢HotRolledRibbed

——HRBF牌号头

轧带肋钢筋筋细Bars4-Fine

冷轧带肋冷轧带肋钢ColdRolledRibbed

—CRB牌号头

钢筋筋Bars

预应力混

预应力、螺Prestressing、Screw、

凝土用螺纹钢——PSB牌号头

纹、钢筋Bars

筋

焊接气瓶

焊瓶HANPING一HP牌号头

用钢

管线用钢管线一LineL牌号头

船用锚链CHUAN

船锚一CM牌号头

钢MAO

煤机用钢煤MEI一M牌号头

产品用途、特性和工艺办法表达符号

采用中文及汉语拼音或英文单词采用

产品名称位置

中文汉语拼音英文单词字母

锅炉和压力容器用

容RONG一R牌号尾

钢

锅炉用钢（管）锅GUO—G牌号尾

低温压力容器用钢低容DIRONG—DR牌号尾

桥梁用钢桥QIAO—Q牌号尾

耐候钢耐候NAIHOU—NH牌号尾

高耐候钢高耐候GAONAIHOU—GNH牌号尾

汽车大梁用钢梁LIANG—L牌号尾

高性能建筑构造用

高建GAOJIAN一GJ牌号尾

钢

低焊接裂纹敏感性低焊接

—CrackFreeCF牌号尾

钢裂纹敏感性

Hardenabili

保证淬透性钢淬透性一H牌号尾

ty

矿用钢矿KUANG—K牌号尾

船用钢采用国际符号

惯用有色金属重要特性

合金名称重要特性

密度小(P=2.7g/cm3),比强度高、耐蚀性好、导电、导热、反光性能良好、磁化

铝及其合金

率极低、塑性好、易加工成型和锻造各种零件

密度小(P=1.7g/cm3)、比强度和比刚度高、能承受大冲击荷载、有良好机械加工

镁及其合金

性能和抛光性能，对有机酸、碱类和液体燃料有较高耐蚀性

有优良导电性和导热性、较好耐蚀性和抗磁性、优良减摩性和耐磨性、较高强度和

铜及其合金

塑性、高弹性极限和疲劳极限、易加工成型和锻造各种零件

银及其合金有良好力学性能、耐热性和耐蚀性好、具备特殊电、磁和热膨胀性能

钛及其合金密度小(P=4.5g/cm3)、比强度高、耐高温、硬度高、耐蚀性优良

熔点低、耐磨和减摩性能好、耐蚀性高、抗X-射线和Y-射线穿透能力强、塑性好、

铅及其合金

强度低

二、非金属材料(表1-2)

非金属材料也是重要工程材料。它涉及无机非金属材料和高分子材料。无机非金属材料涉及耐火材料、耐火

隔热材料、耐蚀(酸)非金属材料和陶瓷材料等；高分子材料涉及橡胶、塑料和合成纤维等。

项目内容

1.耐火材料

耐火材料是指能承受高温作用而不易损坏材料，它是炼钢、炼铁及其她冶炼炉和锅炉内

衬基本材料之一。惯用耐火材料有耐火砌体材料、耐火水泥及耐火混凝土。

耐火砌体材料。

耐火水泥及耐火混凝土。

2.耐火隔热材料

耐火隔热材料，又称为耐热保温材料。它是各种工业用炉重要筑炉材料。惯用隔热材料

有硅藻土、蛭石、玻璃纤维（又称矿渣棉）、石棉，以及它们制品如板、管、破等。

3.耐蚀（酸）非金属材料

耐蚀（酸）非金属材料重要成分是金属氧化物、氧化硅和硅酸盐等，它们耐蚀性能高

于金属材料（涉及耐酸钢和耐蚀合金），还具备良好耐磨性和耐热性能，但是脆性大、承受

冲击和震动能力差，抗拉强度低。在某些状况下它们是不锈钢和耐蚀合金抱负代用品，用于

制造受力小、不受冲击及震动、使用温度不高或温度变化不激烈容器。惯用非金属耐蚀材料

有铸石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等。

（1）铸石。铸石是以辉绿岩、玄武岩、页岩等天然岩石为重要原料，经熔化、浇注、

结晶、退火而成一种碎:酸盐结晶材料。铸石具备极优良耐磨性、耐化学腐蚀性、绝缘性及较

无机非金属高抗压性能。其耐磨性能比钢铁高十几倍至几十倍。在各类酸碱设备中应用效果，高于不锈

材料钢、橡胶、塑性材料及其她有色金属十倍到几十倍；但脆性大、承受冲击荷载能力低。因而,

在规定耐蚀、耐磨或高温条件下，当不受冲击震动时，铸石是钢铁（涉及不锈钢）抱负代用

材料，不但可节约金属材料、减少成本，并且能有效地提高设备使用寿命。

铸石可生产各类平板、异型和特型铸石板材，长短不一铸石直管、异型套管和复合铸石

管，以及铸石粉和以铸石粉为重要原料铸石复合制品等；铸石粉是用来调制耐酸胶泥粉料。

采用铸石粉调制胶泥具备吸水性小、收缩性小、耐腐蚀性高和粘结力强等特点。

（2）石墨。石墨按照来源不同可分为天然石墨和人造石墨。防腐材料中应用重要是人

造石墨。人造石墨通过不透性解决，即通过浸渍、压型浇注等办法制得新型构造材料称为不

透性石墨。它不但具备高度化学稳定性，还具备极高导热性能。

石墨材料具备高熔点（3700P）,在高温下有高机械强度。当温度增长时，石墨强度随

之提高。石墨在3000℃如下具备还原性，在中性介质中有较好热稳定性，在急剧变化温度

条件下，石墨比其她构造材料都稳定，不会炸裂破坏。石墨导热系数比碳钢大两倍多，因此

石墨材料惯用来制造传热设备.

不透性石墨作为耐腐蚀非金属无机材料，用于制造各种类型热互换器、盐酸合成炉、膜

式吸取器、管道、管件、阀门、泵类以及衬里用砖板等。

（3）玻璃。按形成玻璃氧化物可分为硅酸盐玻璃、磷酸盐玻璃、硼酸盐玻璃和铝酸盐

玻璃等，其中硅酸盐玻璃是应用最为广泛玻璃品种。硅酸盐玻璃化学稳定性很高，抗

（续）

项目内容

酸性强，组织紧密而不透水，但它若长期在某些介质作用下也会受侵蚀。玻璃长时期在

温水或水汽作用下能使硅酸盐水解，玻璃表面分离出二氧化硅凝胶和苛性碱，使玻璃混浊变

色、表面粗糙。硅酸盐玻璃具备较好光泽、透明度、化学稳定性和热稳定性(石英玻璃使用

温度达1000〜1100C),其机械强度高(如块状玻璃抗压强度约为600〜1600MPa,玻璃纤维

抗拉强度约1500〜4000MPa)、硬度大(莫氏硬度为5.5〜6.5)和电绝缘性强，但可溶解于

氢氟酸。普通用于制造化学仪器、高档玻璃制品、无碱玻璃纤维和绝缘材料等。

(4)天然耐蚀石料。天然耐蚀石料构成中含Si02质量分数不不大于55.0%以上，其含

量越高耐酸性能越好。含MgO、CaO质量分数在50.0%以上石料，有较好或好耐碱性能，但

不耐酸侵蚀。而某些耐酸石料含Si02虽然很高，由于构造致密也能耐碱侵蚀。如花岗岩强

度高，耐久性好，但热稳定性较差；石英岩强度高、耐久性好、硬度高、难于加工；辉绿岩

无机非金属材料

及玄武岩密度高、耐磨性好、脆性大、强度极高、加工较难；石灰岩热稳定性好、硬度较低。

(5)水玻璃耐酸水泥。水玻璃耐酸水泥具备能抵抗大多数无机酸和有机酸腐蚀能力，

但不耐碱。水玻璃耐酸水泥是将耐酸填料(如石英岩、熔融辉岩、陶瓷碎片)和硬化剂(如

氟硅酸钠)，按恰当配比粉磨后再混合均匀制得粉状物料。使用时再用适量水玻璃溶液搅匀，

能在空气中硬化，具备抵抗大多数无机酸和有机酸腐蚀能力。用于硫酸、盐酸、磷酸(除

30匕以上热磷酸)、醋酸、氯气、二氧化硫、三氧化硫、蚊酸和草酸等生产设备。

4.陶瓷材料

陶瓷材料重要是以粘土为重要成分烧结制品，它具备构造致密、表面平整光洁，耐酸性

能良好等特点，工业中惯用有电器绝缘陶瓷、化工陶瓷、构造陶瓷和耐酸陶瓷等。

1.高分子材料基本概念

高分子材料普通分为天然和人工合成两大类。天然高分子材料有蚕丝、羊毛、纤维素和

橡胶以及存在于生物组织中淀粉和蛋白质等。工程上高分子材料重要是人工合成各种有机材

料。普通依照机械性能和使用状态将其分为塑料、橡胶和合成纤维三大类。

2.高分子材料基本性能及特点

(1)质轻。密度平均为1.45g/cm3,约为钢1/5,铝1/2；

(2)比强度高。接近或超过钢材，是一种优良轻质高强材料；

(3)有良好韧性。高分子材料在断裂前能吸取较大能量；

高分子材料(4)减摩、耐磨性好。有些高分子材料在无润滑和少润滑条件下，它们耐磨、减摩性

能是金属材料无法比拟；

(5)电绝缘性好。电绝缘性可与陶瓷、橡胶媲美；

(6)耐蚀性。化学稳定性好，对普通酸、碱、盐及油脂有较好耐腐蚀性；

(7)导热系数小。如泡沫塑料导热系数只有0.02~0.046W/(in-K),约为金属1/1500,

是抱负绝热材料；

(8)易老化。高分子材料在光、空气、热及环境介质作用下，分子构造会产生逆变，

机械性能变差，寿命缩短；

(9)易燃。塑料不但可燃，并且燃烧时发烟，产生有毒气体；

(续)

项目内容

（10）耐热性。高分子材料耐热性是指温度升高时其性能明显减少抵抗能力。重要涉及

机械性能和化学性能两方面，而普通多指前者，因此耐热性实际惯用高分子材料开始软化或

变形温度来表达。

（11）刚度小。如塑料弹性模量只有钢材1/10〜1/20,且在长期荷载作用下易产生

端变。但在塑料中加入纤维增强材料，其强度可大大提高，甚至可超过钢材。

4.工程中惯用高分子材料

（1）塑料

1）塑料构成。惯用塑料制品都是以合成树脂为基本材料，再按一定比例加入填料、增

塑剂、着色剂和稳定剂等材料，经混炼、塑化，并在一定压力和温度下制成。因而塑料是一

种以树脂为重要成分多组分材料，但也有少某些塑料制品例外，如聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）

合成树脂。塑料应用十分广泛，按制品形态，塑料可分为板材、管材、泡沫塑料、模制品、

溶液或乳液。

①树脂。树脂有合成树脂和天然树脂之分,在所有塑料制品中几乎都是采用合成树脂。

树脂是塑料构成材料中基本组分，在普通塑料中约占30贮60船有甚至更多。

树脂在塑料中重要起胶结作用，通过胶结作用把填充料等胶结成坚实整体。因而，塑料

性质重要取决于树脂性质。

按产源分有天然树脂和合成树脂两种。

天然树脂：天然树脂有松香、虫胶等，由于产源有限，在塑料制品中很少使用。

高分子材料合成树脂：合成树脂是以石油和煤等为基本原材料，经加工而成。

按分子中碳原子之间结合形式不同，合成树脂分子构造分为直线型、支链型和体型（或

称为网状型）三种。聚苯乙烯（PS）属于直线型；低密度聚乙烯（LDPE）属于支链型：酚醛

树脂（PF）、不饱和聚酯树脂（UP）和环氧树脂（EP）等属于网状构造。

按受热时状态不同，可分为热塑性树脂和热固性树脂。热塑性树脂是指分子构造儿何形

状为直线型、支链型，在加热时树脂具备一定流动性或可塑性，冷却后又重新硬化而化学成

分没有发生变化，且这一过程可以重复进行树脂。惯用热塑性树脂如聚乙烯、聚氯乙烯和聚

酰胺等，长期使用温度普通在100'C如下；热固性树脂耐热性比热塑性树脂高。热固性树脂

是指分子构造儿何形状为体型（或称为网状型），热固性树脂在成型前分子量较低，为线型

或支链型分子，具备可溶或可熔性，在成型时因各种作用影响，分子发生交联成为体型构造

而固化。这一过程是不可逆，并成为不溶或不熔物质。因而，固化后热固性树脂是不能重新

再加工，热固性树脂如酚醛树脂，耐高温树脂如有机硅树脂等（可在200~300℃使用）。

②填料。填料又称填充剂，填料常占塑料构成40%〜70机其作用是提高塑料强度和刚

度，减少塑料在常温下蠕变（又称冷流）现象及提高热稳定性，对减少塑料制品成本、增长

产量有明显作用，并可提高塑料制晶耐磨性、导热性、导电性及阻燃性，改进加工性能。填

料种类诸多，惯用有有机和无机两大类，如研土、氧化铝、氧化钛、氧化镁、石棉、氢氧化

钙、炭黑、石墨、玻璃纤维和碳纤维等。

③增塑剂。增塑剂作用是提高塑料加工时可塑性及流动性；改进塑料制品柔韧性。惯用

增塑剂为酯类和酮类等。

（续）

项目内容

④着色剂。着色剂种类按其在着色介质中或水中溶解性分为染料和颜料两大类。

染料按产源分为天然或人工合成两类，皆为有机化合物，可溶于被着色树脂或水中，透

明度好，着色力强，色调和色泽亮度好，但光泽光稳定性及化学稳定性差，重要用于透明塑

料制品。常用染料品种有：配青兰和献青绿、联苯胺黄和甲苯胺红等。

颜料分为有机和无机两种，与染料相比，其突出特点是不溶于被着色介质或水中。在塑

料制品中，惯用是无机颜料。无机颜料不但对塑料具备着色性，同步又兼有填料和稳定剂作

用。如炭黑既是颜料，又有光稳定作用。

⑤稳定剂。许多塑料制品在成型加工和使用过程中，由于受热、光或氧作用，随时间

延长产生降解、氧化断链和交联等现象，使材料性能变坏。为延长塑料制品使用寿命，普通

在其组分中加入稳定剂。如在聚氯乙烯(PVC)制品中可加入铅白、硫酸铅等无机化合物或

二苯基硫眼等有机化合物，以提高PVC耐热性和耐光性。

2)工程中惯用塑料制品。

①热塑性塑料。

a低密度聚乙烯(LDPE)

b高密度聚乙烯(HDPE)

c聚丙烯(PP)

d聚氯乙烯(PVC)

e聚四氟乙烯(PTFE,F-4)

高分子材料f聚苯乙烯(PS)

gABS

h聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)

②热固性塑料

a酚醛树脂(PF)

b环氧树脂(EP)

c吠喃树脂

d不饱和聚酯树脂

理解以上各种塑料重要特性。

(2)橡胶

1)天然橡胶(NR)

2)丁基橡胶(IIR)

3)氯丁橡胶(CR)

4)氟硅橡胶(MFQ)

理解以上各种橡胶重要特性。

(3)合成纤维

合成纤维具备强度高、密度小、耐磨和不霉不腐等特点，广泛用于制作衣料。在工农业

生产、交通运送及国防建设上也发挥了很大作用。

三、复合材料(表1-3)

项目内容

复合材料中至少涉及基体相和增强相两大类。基体相起粘结、保护增强相并把外加荷载

导致应力传递到增强相上去作用，基体相可以由金属、树脂和陶瓷等构成，在承载中，基体