施工材料的基本知识

第1页共61页-1--1-施工材料基本知识（参考文献《安装工程材料手册》）一、常用资料一）、标准代号：1、国内：GB(国标)、JB(机械行业)、HG(化工行业)、JG(建筑行业)、SY(石油天然气)、SH(石油化工)、YB(黑色冶金行业)、YS(有色金属)、DL(电力行业)、SJ(电子行业)。2、国际：ISO(国际标准化组织)、ISA(国际标准协会)、IEC(国际电工委员会)。3、国外：ANSI(美国国家)、AISI(美国钢铁学会)、JIS(日本工业)、DIN(德国国家)、KBS(韩国国家)。二）、常用化学元素符号：1、金属：Fe(铁)、Cu(铜)、Al(铝)、Au(金)、Ag(银)、Cr(铬)、Mn(锰)、Mg(镁)、Mo(钼)、Ni(镍)、Pb(铅)、Pt(铂)、Sn(锡)、Ti(钛)、V(钒)、W(钨)、Zn(锌)、Zr(锆)。2、非金属：C(碳)、P(磷)、S(硫)、Si(硅)、O(氧)、H(氢)、N(氮)、Ar(氩)三）、材料的密度：(Kg/dm3)1、黑色金属：钢材(7.85)、铸钢(7.8)、灰铸铁(7.2-7.35)、可锻铸铁(7.35)、球墨铸铁(7.0-7.4)。2、有色金属：纯铜(8.9)、黄铜(8.5-8.8)、铝(2.7)、铝合金(2.64-2.84)、铅(11.34)、锡(7.3)、钛(4.51)、锌(7.14)、银(10.49)、金(19.32)。3、混凝土：钢筋混凝土(2.5-2.6)、碎石、卵石混凝土(2.2-2.4)、加气、泡沫混凝土(0.5-0.7)。4、砂、石、土：大理石(2.6-2.7)、花岗岩(2.5-2.7)、石灰石(2.6-2.8)、卵石(2.0-2.1)、第2页共61页-2--2-碎石(1.4-1.5)、细砂1.4(干)、粗砂1.7(干)、粘土1.35(干、松)、砂土1.22(干、松)5、绝热材料：矿棉、岩棉、玻璃棉毡≤0.15、聚氯乙烯泡沫塑料0.9、聚苯乙烯泡沫塑料0.4-0.5、聚氨脂硬泡沫塑料0.4-0.5、硅藻土0.5-0.7。6、其它类：玻璃2.56、玻璃钢1.4-2.2、软橡胶0.93、硬橡胶1.53、硬质氯乙烯1.4-1.6软质聚氯乙烯1.2-1.4、松木0.5纤维板0.6-1.0、石油沥清1.0-1.1四）、用计量单位换算：长度：1m=10dm；1dm=10cm；1cm=10mm；1mm=1000μm；面积：1Km2=1×106m2；1m2=100dm2；1dm2=100cm2；1cm2=100mm2体积：m3=1000L；1L=1000Ml质量：1t=1000Kg；1Kg=1000g；1g=1000mg功率：1千瓦=1.3596马力；0.7355千瓦=1马力；密度：1Kg/m3=0.001t/m3；1000Kg/m3=1t/m3；（计量单位换算准确是换算体积、重量、比重、功率正确的基础）五.钢材理论重量计算方法(单位：公斤)角钢：每米重量=0.00785*（边宽+边宽-边厚）*边厚圆钢：每米重量=0.00617*直径*直径(螺纹钢和圆钢相同）扁钢：每米重量=0.00785*厚度*边宽第3页共61页-3--3-管材：每米重量=0.02466*壁厚*（外径-壁厚）板材：每平方米重量=7.85*厚度黄铜管：每米重量=0.02670*壁厚*（外径-壁厚）紫铜管：每米重量=0.02796*壁厚*（外径-壁厚)铝花纹板：每平方米重量=2.96*厚度有色金属板材的计算公式为：每平方米重量=比重*厚度二、黑色金属一）、碳钢(即含碳量低于2.16％的铁碳合金)：1、碳钢中的杂质：a、碳钢中经常存在的杂质有锰(Mn)、硅(Si)、硫(S)、磷(P)、氧(O)、氢(H)、等。b、锰对碳钢的性能有良好的影响。c、硅能消除杂质(FeO)对钢品质的不良影响。d、硫作为钢中的有害杂质加以限制。e、磷也是钢中有害杂质加以限制。f、脱氧不合格的钢,可焊性很差,易产生气孔和裂纹。第4页共61页-4--4-g、降低钢液中的含氢量,能有效防止氢脆、白点的产生。二）、碳素钢的分类：1、按化学成分：1）、低碳钢(含碳量小于等于0.25％)。2）、中碳钢(含碳量为0.25％～0.60％)。3）、.高碳钢(含碳量大于0.60％)2、按用途分：1）、结构钢：指工程上制作金属结构用钢，多为低碳钢,因为多数要经过焊接施工一般都是在热轧供应状态或正火状态下使用。还有机械制造用结构钢,这类钢基本上都是优质钢和高级优质钢,它往往要经过热处理、冷塑成形和机械切削加工后才能使用。2）、工具钢：工具钢是指用于制造各种工具的钢。3）、特殊用钢：是指用特殊方法生产、具有特殊物理、化学性能或机械性能的钢，主要有不锈耐酸钢、低温用钢等。4）、专业用钢：是指各个工业部门有专业用途的钢。主要有机车用钢、汽车用钢等。3、按钢的品质分：1）、普通碳素钢。钢中杂质元素较多,硫、磷含量较高。一般硫含量不大于0.055％,磷含量不大于0.045％。2）、优质碳素钢。钢中杂质元素较少,硫、磷含量较低。硫含量不大于0.045％,磷含量不大于0.04％。3）、高级优质碳素钢。钢中杂质元素极少,硫、磷杂质含量不大于0.03％,磷含量不大于0.035％。第5页共61页-5--5-4、按冶炼方法分：1）、沸腾钢。这是脱氧不完全的钢,浇注时在钢锭模里产生沸腾,其特点是收得率高、成本低、表面质量及深冲性能好；但成分偏析大、质量不匀均,抗腐蚀性和机械强度较差。这类钢大都用以轧制普通碳素钢的型钢和钢板。2）、镇静钢。是脱氧完全的钢,在浇注时钢液镇静,没有沸腾现象,其特点是成分偏析少、质量均匀,但金属的收得率低(缩孔多),成本比较高。一般合金钢和优质碳素钢都是镇静钢。3）、半镇静钢。是脱氧程度介于沸腾钢和镇静钢之间的钢,浇注时沸腾现象较沸腾钢弱。钢的质量、成本和收得率也介于沸腾钢和镇静钢之间。它的生产较难控制,故目前在钢的生产中所占的比重不大。三）、普通碳素钢牌号表示方法：例如：最常用的Q235AF,Q代表屈服点、Q235表示钢材强度的屈服点为235Mpa,A表示质量等级(A,B表示有害杂质磷、硫含量较多,C,D表示有害杂质磷、硫含量较少)脱氧方法符号F、b、Z、TZ分别表示沸腾钢、半镇静钢、及镇静钢和特殊镇静钢，此类符号可省略。1、碳素结构钢一般以热轧空冷状态供应,其中牌号Q195与Q275是不分质量等级的,出厂时既保证力学性能,又保证化学成分。而Q215、Q235、Q255牌号的碳素结构钢,当质量等级为A级时只能保证其力学性能,化学成分除硅、硫、磷外,其他成分不予保证。其余质量等级(B、C、D)则力学性能和化学成分都应保证。1）、优质碳素结构钢：含硫量为0.03％～0.045％,含磷量为0.035％～0.04％,非金属夹杂物较少,质量较好,其牌号用两位数表示。该两位数表示钢中平均含量的万分第6页共61页-6--6-之几,即20号钢表示平均含碳量为0.20％,08钢表示钢中平均含碳量为0.08％。若是沸腾钢则在牌号末尾加F,如08F,10F。优质碳素结构钢按含锰量不同分为普通含锰量(平均含锰量为0.25％～0.80％)及较高含锰量(平均含锰量为0.70％～1.2％)两组。含锰较高的一组,在其牌号数字后加Mn表示,如16Mn。专门用途的优质碳素钢采用数字和代表产品用途的符号表示,如20g表示含碳量为0.20％的锅炉钢。2）、碳素工具钢：工具钢是指制造各种刃具、模具、量具的钢。一般要求工具钢有较高的硬度和耐磨性,足够的强度和韧性。碳素工具钢可分为优质碳素工具钢和高级优质碳素工具钢两大类。碳素工具钢牌号冠以“T”表示,其后数字表示平均含碳量的千分之几,若为高级优质钢在数字后面加A字,例如T8,表示平均含碳量为0.8％的优质碳素工具钢,T10A表示平均含碳量为1％的高级优质工具钢。当含锰量较高时,在牌号后标以“Mn”,如T8AMn。碳素工具钢的牌号为T7～T13,其化学成分中的含碳量逐渐增加,硬度也相应提高,韧性则逐渐降低。3）、铸钢：铸钢一般用于制造形状复杂,难于锻造,而且要求较高的强度、硬度并承受冲击载荷的零件。铸钢的铸造性能差,其凝固温度区间较大,流动性差。另外,铸钢件在凝固过程中的收缩率较大,容易造成应力集中和铸件变形。铸钢一般采用控制浇铸温度的方法来改善其流动性。2、铸铁：在工业上得到广泛的应用,其原因是铸铁有优良的铸造性能、较高的强度和较好的耐腐蚀性,熔炼、浇注工艺与设备简单,成本低廉。铸铁是含碳量大于2.11％(一般为2.5％～4％)的铁碳合金。它是以铁、碳、硅为主要组成元素,并比碳钢含有较多的锰、硫、磷杂质的多元合金,为了提高铸铁的力学、物理,化学等性能,还可以加入一些合金元素。1）、白口铸铁：在白口铸铁中,除有少量的碳溶于铁素体外,其余的碳都以渗碳体的第7页共61页-7--7-形式存在于铸铁中,其断口呈银白色,故称白口铁。这类铸铁硬而脆,很难切削加工,所以很少用来制造零件,主要用来作炼钢原料及生产可锻铸铁的毛坯。2）、灰铸铁：在灰铸铁中,碳全部或大部以粒状石墨存在,其断口呈暗灰色。在铸铁的总产量中,灰铸铁要占80％以上,常用来作机器底座、机架、泵体、管道、阀体等。牌号“HT”，最小抗拉强度用数字表示,如HT100，抗拉强度≥100（MPa）3）、球墨铸铁：球墨铸铁在浇注前,向一定成分的铁水中加入适量的球化剂和孕育剂,即获得石墨呈球状存在的球墨铸铁。球墨铸铁的力学性能比灰铸铁好,广泛应用于重要机械零件、阀门壳体和给水铸铁管的铸造。牌号“QT”,抗拉强度和伸长率用两段数字表示,如QT400-18。4）、可锻铸铁：又称马铁或玛钢。铸铁中石墨呈团絮状存在,其力学性能,特别是韧性和塑性较灰铸铁高,接近球墨铸铁。但可锻铸铁是不嫩不能锻造加工的。可锻铸铁分为黑心可锻铸铁、珠光体可锻铸铁、白心可锻铸铁三类。目前我国以生产黑心可锻铸铁和珠光体可锻铸铁为主，在安装工程中用于螺纹管件的铸造。牌号表示：KTH、KTZ分别表示为黑心可锻铸铁和珠光体可锻铸铁。5）、蠕墨铸铁：蠕墨铸铁是20世纪70年代发展起来的一种新型铸铁，它是在铁水中加入适量的蠕化剂，获得介于片状与球状之间，故其性能也介于灰铸铁与球墨铸铁之间。蠕墨铸铁兼有灰铸铁与球墨铸铁的某些优点，在国内外日益被重视。3、低合金高强度结构钢：低合金高强度结构钢要求同时保证化学成分和力学性能,一般在供应状态下使用,用于工程和结构用厚度不小于3mm的钢板、钢带、及型钢、钢管、钢棒。低合金高强度结构钢的牌号由代表屈服点Q,屈服点数值、质量等级符号(A、B、C、D、E)三部分组成。例如Q345A,Q代表钢材屈服点,345代表屈服点数值(Mpa),A、为质量等级符号。第8页共61页-8--8-4、常用钢板品种：(钢板厚度≤4mm统称为薄板,厚度4～20mm统称为中板,厚度＞20mm小于60mm的统称为厚板,60mm以上为特厚板)1）、普通钢板：热轧板、冷轧板、卷板、开平板、出厂平板等。采购时要根据使用部位和要求选择热轧还是冷轧板、还是开平板、出厂平板,因为目前市场因品种的不同而其价格差异较大。不同钢厂其价格也有差别,一般大钢厂比小钢厂价格要高。材质有Q235A或Q235B。2）、镀锌钢板：镀锌钢板原板采用Q195、Q215、Q235A钢制造。涂油或钝化处理。经钝化处理后,表面允许有轻微的钝化色。3）、花纹钢板：有菱形、扁豆型、圆豆型三种基本花纹。花纹不同其每平方米的重量不同。采购时还要注意花纹钢板厚度负公差的范围,因目前市场同一规格的品种有几种负公差,而不同负公差其单价都不一样。这是因为供货商按理算来计量的。4）、低合金钢板：其材质主要有Q345A/B。5）、容器板：其材质主要有16MnR、15CrMoR、等。6）、锅炉板：其主要材质有20G、16MnG等。7）、不锈钢板：其主要材质有1Cr18Ni9Ti（321）、0Cr18Ni9、（304）、00Cr17Ni14Mo2（316L）、0Cr18Ni12Mo2Ti（316）等。采购时要注意不锈钢板的表面质量,钢板不得有分层、不得有裂纹、气泡、夹杂、结疤等影响使用的缺陷。经