燃气工程常用材料设备基本知识
卢宗鉴
第一章A 钢制管材
第一章B 钢制管材的管路附件
第二章 PE管材、PE管件、PE阀门
第三张阀门
第四章调压设备
第五章计量设备
城镇燃气管道设计压力（表压）分级
第一章A 钢制管材
一、钢制管材的分类
钢制管材按照制造方式分：无缝钢管
焊接（有缝）钢管
钢制管材按照化学成分分：碳素结构钢钢管
低合金钢钢管
合金钢钢管（包括不锈钢钢管）
无缝钢管按照制造工艺分：热轧无缝钢管
冷拔无缝钢管
焊接钢管按照焊接工艺分：无填充金属焊接钢管
（连续炉焊钢管电阻焊钢管）
有填充金属焊接钢管
（埋弧焊钢管熔化极气体保护电弧焊钢管）焊接钢管按照焊缝形式分：直缝焊接钢管
螺旋缝焊接钢管
无填充金属焊接钢管分：连续焊钢管
电阻焊钢管
有填充金属焊接钢管分：埋弧焊钢管
熔化极气体保护电弧焊钢管
解释：
1、采用热加工方法制造的不带焊缝的钢管叫无缝钢管（热轧无缝钢管）。
2、热加工后的管状产品进一步冷加工至所要求的形状叫冷拔无缝钢管。
3、连续炉焊：在加热炉里对钢带进行加热，然后对已成型的边缘采用机械加压方法焊接在一起而成形的一条焊缝的工艺。在此，将钢卷逐卷对接在一起，以保证焊管机形成一个连续的工艺（这种工艺是对焊工艺的一种）。
4、电阻焊：通过电阻焊接或电感应焊接而形成一条焊缝的一种工艺。在此，待焊接边缘通过机械加压方法焊接在一起，焊接热量由电阻产生。
5、埋弧焊：此种工艺是通过一个或几个裸金属自耗电极与工件之间的一个或数个电弧对金属加热而产生金属结合的一种焊接工艺。电弧和熔化金属被工件上的易熔小颗粒材料保护起来。不需加压，填充金属部分或全部来自电极。
6、熔化极气体保护电弧焊：此种工艺就是通过连续的自耗电极和工件之间的一个或数个电弧对金属加热而产生金属结合的一种焊接工艺。其保护完全由外部提供的气体或混合气体来获得。不需加压，填充金属来自电极。
7、ERW钢管：就是高频直缝电阻焊钢管，英文Electric Resistance Welding，缩写简称为ERW。
燃气工程中常用的钢制管材包括：热轧无缝钢管、冷拔无缝钢管、双面埋弧焊螺旋缝钢管，高频直缝电阻焊钢管
燃气工程中常用的镀锌钢管也是高频电阻焊钢管。
二、钢制管材的规格
钢制管材为了与目前国际上流行的两个不同系列的钢管外径相适应，分为两个外径系列：
A系列为英制系列(CLASS系列)，管子外径按ASME B36.10M 的规定。ASME
B36.10M 是美国国家标准中的钢管标准号。ASME是American Society of Mechanical Engineers（美国机械工程师协会）的英文缩写。
B系列为公制系列(PN系列),管子外径按ISO4200 的规定。ISO4200是焊接和无缝平端钢管的尺寸和单位长度重量的标准。ISO是International Organization for Standardization(国际标准化组织)的英文缩写。国际标准化组织是一个全球性的非政府组织，是国际标准化领域中一个十分重要的组织。中国是ISO的正式成员。
裂，形成热脆现象，称为热脆性。硫使钢的可焊性、冲击韧性、耐疲劳性和抗腐蚀性等均降低。
氧是钢中有害元素，主要存在于非金属夹杂物中，少量熔于铁素体内。非金属夹杂物降低钢的机械性能，特别是韧性。氧有促进时效倾向的作用。氧化物所造成的低熔点亦使钢的可焊性变差。
2、钢材的力学性能
钢材力学性能是保证钢材最终使用性能（机械性能）的重要指标，它取决于钢的化学成分和热处理制度。
燃气用钢管主要的力学性能有：屈服强度、抗拉强度、伸长率
1）屈服强度
钢材或试样在拉伸时，当应力超过弹性极限，即使应力不再增加，而钢材或试样仍继续发生明显的塑性变形，称此现象为屈服，而产生屈服现象时的最小应力值即为屈服点。钢材的屈服强度是指材料在出现屈服现象时所能承受的最大应力。屈服强度值用MPa表示。
需要注意的是，不能片面追求材料的高屈服强度，因为随着材料屈服强度的提高，材料的抗脆断强度会降低，材料的脆断危险性会增加。
屈服强度不仅有直接的使用意义，在工程上也是材料的某些力学行为和工艺性能的大致度量。例如材料屈服强度增高，对应力腐蚀和氢脆就敏感；材料屈服强度低，冷加工成型性能和焊接性能就好等等。因此，屈服强度是材料性能中不可缺少的重要指标。
2）抗拉强度
钢材或试样在拉伸过程中，从开始到发生断裂时所达到的最大应力值。它表示钢材抵抗断裂的能力大小。抗拉强度值用MPa表示
3）伸长率
材料在拉断后，其塑性伸长的长度与原试样长度的百分比叫伸长率或延伸率。伸长率用％表示
五、按照化学成分分类的几个钢种
1、碳素结构钢
含碳量约0.05％～0.70％，个别可高达0.90％。可分为普通碳素结构钢和优质碳素结构钢两类。
普通碳素结构钢含杂质较多，价格低廉，用于对性能要求不高的地方，它的含碳量多数在0.30％以下，含锰量不超过0.80％，强度较低，但塑性、韧性、冷变形性能好。除少数情况外，一般不作热处理，直接使用。普通碳素结构钢用途很多，用量很大，主要用于铁道、桥梁、各类建筑工程，制造承受静载荷的各种金属构件及不重要不需要热处理的机械零件和一般焊接件。
燃气工程用钢管中的Q235B,属于普通碳素结构钢。
优质碳素结构钢钢质纯净，杂质少，力学性能好，可经热处理后使用。根据含锰量分为普通含锰量(小于0.80％)和较高含锰量(0.80％～1.20％)两组。含碳量在0.25％以下，多不经热处理直接使用，或经渗碳、碳氮共渗等处理，制造中小齿轮、轴类、活塞销等；含碳量在0.25％～0.60％，典型钢号有40，45，40Mn，45Mn等，多经调质处理，制造各种机械零件及紧固件等；含碳量超过0.60％，如65，70，85，65Mn，70Mn等，多作为弹簧钢使用。燃气工程中使用的螺栓一般选用35 35CrMo，螺母选用30 30CrMo。
这类钢主要保证力学性能，故其牌号体现其力学性能，用Q+数字表示，其中“Q”为屈服点“屈”字的汉语拼音字首，数字表示屈服点数值，例如Q275表示屈服点为275Mpa。若牌号后面标注字母A、B、C、D，则表示钢材质量等级不同，含S、P的量依次降低，钢材质量依次提高。
燃气工程用钢管中的20、20g，L175~245管线钢系列，属于优质碳素结构钢。
碳素结构钢一般情况下都不经热处理，而在供应状态下直接使用。通常
Q195、Q215、Q235钢碳的质量分数低，焊接性能好，塑性、韧性好，有一定强度，常轧制成薄板、钢筋、焊接钢管等，用于桥梁、建筑等结构和制造普通螺钉、螺母等零件。Q255和Q275钢碳的质量分数稍高，强度较高，塑性、韧性较好，可进行焊接，通常轧制成型钢、条钢和钢板作结构件以及制造简单机械的连杆、齿轮、联轴节、销等零件。
2、低合金钢
低合金钢与碳素钢、低合金钢与合金钢之间，明确划出的概念是不存在的。目前低合金钢的基本含义是：合金元素总量在1.2~3（5）%，屈服强度在275M
pa以上，具有良好的可加工性和耐腐蚀性，型、带、板、管等形状，在热轧状态直接使用的钢材。
燃气工程用钢管中的Q345B、 L290~555管线钢，属于低合金钢。
需要说明的是，按照GB/T9711.2标准制造钢管用的管线钢钢板，必须经过热处理工艺。
经过热处理工艺的管线钢钢板，用NB和MB表示。
NB 形变正交货状态为N。
MB 形变热处理交货状态为M。
3、合金钢
合金钢与碳素结构钢相比含有较多其他元素。
合金钢是指钢中除含硅和锰作为合金元素或脱氧元素外，还含有其他合金元素（如铬、镍、钼、钒、钛、铜、钨、铝、钴、铌等），有的还含有某些非金属元素（如硼、氮等）的钢。根据钢中合金元素含量的多少，又可分为低合金钢，中合金钢和高合金钢。
燃气工程用钢管中的不锈钢管，属于特殊性能合金钢，这是一种低碳高合金钢，抗腐蚀性好，用做高压和耐低温材料。
六、钢号表示方法和常用的燃气工程钢制管材钢号
钢的牌号简称钢号，是对每一种具体钢产品所取的名称，是人们了解钢的一种共同语言。我国的钢号表示方法，根据国家标准《钢铁产品牌号表示方法》
（GB/T221―2000）中规定，并于2000年11月1日开始实施。
钢号的表示，一般采用采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的方法表示。即：
①钢号中化学元素采用国际化学符号表示，例如Si,Mn,Cr……等。
②产品名称、用途、冶炼和浇注方法等，一般采用汉语拼音的缩写字母表示。
③钢中主要化学元素含量（%）采用阿拉伯数字表示。
采用汉语拼音字母表示产品名称、用途、特性和工艺方法时，一般从代表产品名称的汉语拼音中选取第一个字母。当和另一个产品所选用的字母重复时，可改用第二个字母或第三个字母，或同时选取两个汉字中的第一个拼音字母。暂时没有可采用的汉字及汉语拼音的，采用符号为英文字母。
1）20
20钢属于优质碳素结构钢是国产无缝钢管最常用的材质，钢制法兰也多采用这个材质。强度比15号钢稍高，很少淬火，无回火脆性。冷变形塑性高、一般供弯曲、压延、弯边和锤拱等加工，电弧焊和接触焊的焊接性能好，气焊时厚度小，外形要求严格或形状复杂的制件上易发生裂纹。切削加工性冷拔或正火状态较退火状态好、一般用于制造受力不大而韧性要求高的。
2) 20g (2008年标准改为Q245R)
g为锅炉板中“锅”的第一个字母。20g钢管是GB/5310国标钢号，为最常用锅炉钢管用钢，化学成分和力学性能与20板材基本相同。该钢有一定常温和中高温强度，含碳量较低，有较佳塑性和韧性，其冷热成型和焊接性能良好。
20#(20号钢)无缝钢管和20g高压无缝钢管的区别是：它们除含碳量一样外，20g还有一些微量元素更适合用作锅炉压力容器使用的特性。另外20g还着重考核它的物理性能。比如弯曲、冲击和抗拉性能。
3）Q235B Q235 相当于国产老钢号A3
Q代表的是这种材质的屈服强度，后面的235，就是指这种材质的屈服强度值≥235M Pa。
Q235A，Q235B，Q235C，Q235D。这是等级的区分，指的是它们性能中冲击试验的温度不同。分别为：Q235A级，是不做冲击；Q235B 级，是200C常温冲击；Q235C级，是00C冲击；Q235D级，是-200C 冲击。元素含量：A、B、C、D硫含量依次递减；A和B的磷含量相同，C的磷含量次之，D磷含量最少。
4）Q345B Q345相当于国产老钢号16Mn
Q345B属于低合金钢。钢号含义是指这种材质的屈服强度值≥345M Pa。与Q235B的主要区别是锰（M n）含量较高，约为 1.6%。
AB CD的含义与Q235B相同。
5）GB/T9711.1 和GB/T9711.2标准中的L系列管线钢
按照GB/T9711.1-1997《石油天然气工业输送钢管交货技术条件》标准制造L175~555钢管是A级钢管；按照GB/T9711.2-1997《石油天然气工业输送钢管交货技术条件》标准制造L175~555MB(NB)钢管是B级钢管。
GB9711.2包括的质量和试验要求在总体上高于GB9711.1的规定，GB9711.2
使用的管线钢钢板必须是经过热处理工艺的钢板（MB、NB）
第一章B 钢制管材管路附件
一、法兰
管道法兰和压力容器法兰是管路附件中品种最多、使用面最广的一种零件，他和密封垫片、紧固螺栓三者一起组成一个法兰接头，起着连接管子和管子、管子和设备的作用。
法兰接头既是一种可拆卸连接件，又是一种承压密封件，它主要是借助连接螺栓穿过法兰的螺栓孔，在螺栓预紧力作用下对法兰密封面施加压紧力，压紧夹在法兰中间的密封垫片，使垫片在螺栓压紧力的作用下发生塑性变形或弹性变形，从而填塞住法兰密封面的微几何间隙来实现密封目的。
法兰作为法兰接头中的一个单元，通常以一个独立的标准零件出现，但它和密封垫片及法兰用螺栓又有密切的联系。
1、法兰型式
按法兰的结构及其与管子的连接方式，法兰的型式分为：整体法兰、平焊法兰、承插焊法兰、对焊法兰、螺纹法兰、松套法兰及法兰盖（盲板）。
整体法兰系指法兰与泵、阀、机等设备的进出口管道连接的法兰，通常和这些管道设备制造成一个整体，作为管道设备的一部分。法兰通常与设备一起铸造成型，少数为锻造成型，如锻钢阀门的端法兰。
板式平焊法兰、承插焊法兰、带颈平焊法兰。
对焊法兰、法兰盖（盲板）、带颈螺纹法兰。
带颈对焊环松套法兰、平焊环松套法兰、八字盲板
上述9种形式的法兰，前6种在燃气工程中经常使用，松套法兰常用于与燃气
工程有关的设备上。
平焊法兰与管子的连接是先将管子插入法兰内孔至适当位置，然后再搭焊，其优点在于焊接装配时较易对中，且价格便宜，因而得到广泛的应用。按内压计算，平焊法兰的强度约为相应的对焊法兰的2/3，疲劳寿命约为对焊法兰的1/3。所以，平焊法兰只适用于压力等级比较低，压力波动、震动及震荡均不严重的管道系统中。
对焊法兰又称高颈法兰，他与其他法兰的不同之处在于法兰与管子焊接处到法兰盘有一段长而倾斜的高颈，此段高颈的壁厚沿高度方向逐渐过渡到管壁厚度，改善了应力的不连续性，因而增加了法兰强度。对焊法兰主要用于工况比较苛刻的场合，如管道热膨胀或因其它载荷而使法兰处受的应力较大或应力变化反复的场合；压力、温度大幅度波动的管道或高温、高压及零下低温的管道。
松套法兰由法兰与法兰附属元件组合而成。松套法兰的连接实际上也是通过焊接实现的，只是法兰是套在已与管子焊接在一起的附属元件上，法兰可以旋转，因而称松套法兰。法兰（即松套）本身则不接触介质，只是通过连接螺栓将附属元件和垫片压紧以实现密封。松套法兰的优点在于不仅可以旋转，而且易于对准螺栓孔，易于安装。松套法兰用于在对准法兰螺栓孔时仅需要转动法兰而不必旋转管子之处。
2、法兰密封面型式及代号
法兰密封面主要有平面、突面、凹凸面、榫槽面、环连接面5种型式，燃气工程常用的是平面、突面、凹凸面三种形式，其中突面形式最为常用。
平面密封面主要用于宽面法兰及低压管道系统中，与之相配的密封垫片接触面分布于法兰螺栓中心园的内外两侧，对应的垫片材质多为石棉橡胶等非金属软质材料，垫片所需的最小压紧应力（或预紧比压）较低。
突面密封面主要用于窄面法兰，即与之相配的垫片的接触面位于法兰螺栓孔所包围的圆周内测，也就是突面密封面对应的垫片外径正好与法兰连接螺栓的内切圆直径相当，安装时可借助螺栓使垫片固定在法兰面中央。适用于突面密封面的法兰垫片有各种非金属垫片、缠绕式金属垫片（含带外环和带内外环）等。
凹凸面密封面由凹面和凸面组成，其特点是垫片嵌在凹面的凹槽中，减少垫片被压力冲击的可能性，装配时便于对中，和突面密封面法兰相比，这种密封面常常可以用在密封要求比较严的场合，其缺点是一对法兰两种密封面，密封面加工较突面复杂，因此不像突面法兰那样应用广泛。凹凸面密封面适用的密封垫片有：各种非金属平垫片、基本型或者带内环型金属缠绕垫片等。
法兰密封面型式代号（GB/T9112-2000）
3、法兰的公称压力和公称通径
法兰公称压力是指与管法兰的机械强度有关的设计给定压力。它是由字母和后
跟无因次的数字组合成的一个标识。法兰公称压力的定义及公称压力系列与GB/T1048-2005《管道元件PN（公称压力）的定义和选用》相符合。
钢制管法兰国家标准规定了属于欧洲管法兰体系和美洲管法兰体系的15个公称压力等级。两个体系的公称压力等级用PN标记如下：
欧洲体系9个公称压力
PN0.25MPa（2.5bar）； PN0.6MPa（6bar）； PN1.0MPa（10bar）； PN1.6MPa （16bar）； PN2.5MPa（25bar）； PN4.0MPa（40bar）； PN6.3MPa（63bar）； PN10.0MPa （100bar）；PN16.0MPa（160bar）。
美洲体系6个公称压力
PN2.0MPa（20bar）； PN5.0MPa（50bar）； PN11.0MPa（110bar）；PN15.0MPa （150bar）；PN26.0MPa（260bar）； PN42.0MPa（420bar）。
以上两个体系中中，比较常用的是欧洲体系。
法兰公称通径与钢制管道公称通径相同。钢管外径不是钢制管法兰的结构尺寸，但它是法兰设计和使用中不可缺少的一个重要配套参数，直接影响着法兰尺寸。在订购、保管和使用法兰时，一定要注意同一公称通径A系列和B系列的区别。
4、钢板法兰、铸钢法兰、锻钢法兰以及法兰的材质。
钢制管法兰按照其毛坯的来源分为钢板法兰、铸钢法兰和锻钢法兰。钢板法兰是直接用钢板切割成法兰毛坯，然后机加工而成；铸钢法兰是先用铸造方式制成法兰毛坯，然后机加工而成；锻钢法兰是用锻造方式制成法兰毛坯，然后机加工而成。
适用于燃气工程的钢法兰，只有两种材质，常温管道法兰的材质是20#钢，低温（LNG）管道法兰的材质是0Cr18Ni9(304)。
5、关于凹凸面密封面法兰
工程实践中，选用凹凸面法兰是因为订购了有凹凸面法兰的设备如阀门、压力容器等，为了和设备配套不得不选用。阀门制造企业在制造≥DN40MPa阀门时，如果用户无特殊要求，通常是制造成凹面法兰型式，这就需要我们必须十分注意法兰的匹配。
实际上，在金属缠绕垫片普遍使用的今天，凹凸面密封形式比起突面密封型式，已经没有了明显的优点，反而是有诸多缺点。
凹凸面法兰的缺点反映在：
1、凹凸面法兰的设备给拆卸和维修带来很多不便。
2、如果碰到设备是凹面、阀门也是凹面，阀门又需要直接安装在设备上的情况，非常麻烦。
3、如果一个管路系统有很多凹凸面设备和阀门，非常容易造成订货、安装的混乱。
如果有可能，建议最好不选用凹凸面法兰的设备和阀门，以突面（RF）法兰的设备和阀门而代之。
二、垫片
垫片是法兰接头主要的密封元件。
燃气工程中常用的垫片有橡胶垫片、石棉橡胶垫片、聚四氟乙烯垫片和金属缠绕垫垫片。其中以聚四氟乙烯垫片和金属缠绕垫垫片最为常用。
1、橡胶垫片
橡胶垫片是最基本并且适用于广大范围需求的垫片，它以聚合物加以硫化、添加填料、颜料及各种添加剂构成合成橡胶。橡胶垫片具有相当优异的压缩性及回弹性，只需要最低的紧固力就能在低温低压的工况下发挥有效的作用，从法兰上拆除时也不会分裂，对不平均和有损伤的法兰面亦可达到良好的密封效果。由于橡胶具有优秀的扩张性和抗渗透性，对于抵抗气体及流体的通过形成非常有效的密封。
2、石棉橡胶板垫片
石棉橡胶板垫片由石棉橡胶板裁制而成。
石棉橡胶垫片以石棉纤维、橡胶为主要原料再辅以橡胶配合剂和填充料，经过混合搅拌、热辊成型、硫化等工序制成。石棉橡胶垫片根据其配方、工艺性能及用途的不同，可分为普通石棉橡胶垫片和耐油石棉橡胶垫片。根据使用的温度和压力不同可以分为低压石棉橡胶垫片，中压石棉橡胶垫片和高压石棉橡胶垫片。石棉橡胶垫片主要应用在中低压法兰连接的密封中。
3、聚四氟乙烯垫片
聚四氟乙烯以其耐化学性、耐热性、耐寒性、耐油性优越于现在任何塑料而有“塑料之王”之称，它不易老化，不燃烧，吸水近乎为零。其组织致密，用作垫片，接触面可以做到平整光滑，对金属法兰不粘着。除受熔融碱金属以及含氟元素气体侵蚀外，它能耐多种酸、碱、盐、油脂类溶液介质的腐蚀。聚四氟乙烯垫片、垫圈是选用悬浮聚合聚四氟乙烯脂模塑加工制成。聚四氟乙烯与其它塑料相比具有耐化学腐蚀与耐温优异的特点。它已被广泛地应用作为密封材料。
4、金属缠绕垫
金属缠绕垫为半金属密合垫中回弹性最佳的垫片，由V形或W形薄钢带与各种填充料交替缠绕而成，其结构密度可依据不同的锁紧力要求来制作，并利用内外钢环来控制其最大压紧度，垫片接触的法兰密封面的表面精度要求不高。特别适用于负荷不均匀、接合力易松弛，温度与压力周期性变化、有冲击或震动的场合。是阀门、泵、换热器、塔、人孔、手孔等法兰连接处的静密封原件，广泛地用于石化、机械、电力、冶金、造船、医药、原子能和宇航等部门
金属缠绕垫片（基本型）采用优质SUS304、SUS316（“V”形或“W”形) 金属带及其它合金材料与石墨、石棉、聚四氟乙烯、无石棉等软性材料相互重叠螺旋缠绕而成，在开始及末端用点焊方式将金属带固定
用于燃气工程的金属缠绕垫分为基本型金属缠绕垫、带外环金属缠绕垫、带内环金属缠绕垫、带内外环金属缠绕垫4种型式。
基本型金属缠绕垫适用于凹凸面法兰和榫槽面法兰；带外环金属缠绕垫适用于突面法兰；带内环金属缠绕垫适用于凹凸面法兰；带内外环金属缠绕垫适用于突面法兰。
根据GB/T4622.2-2003《缠绕式垫片管法兰用垫片尺寸》规定，依照法兰公称通径的由小到大，金属缠绕垫的定位环分为2.0mm、3.0mm、4.0mm 3种厚度；金属缠绕垫的密封环分为3.2mm、4.5mm、6.6mm 3种厚度。
常用的金属缠绕垫定位环厚度3.0mm，密封环（垫片主体）厚度4.5mm。
三、钢制对焊管件
钢制对焊无缝管件通常采用弯曲、挤压、推制、模压、机械加工等冷加工或热加工方法成型，管件端部与钢制管道采用对焊方式连接。这类管件的规格范围一般为DN15~DN800mm；钢材包括碳钢、合金钢和不锈钢。钢制对焊无缝管件按照GB/T12459-2005《钢制对焊无缝管件》制造。
钢制对焊管件的公称通径与钢管的公称通径相同，要注意A系列钢管和B系列钢管外径的区别。为了不发生A系列钢管和B系列钢管的混淆，钢制管件的规格通常用“外径*壁厚”的方式表示，钢制异径管（大小头）和不等径钢制三通、不等径钢制四通用“大头外径*大头壁厚+小头外径*小头壁厚”的方式表示。
通常情况下，钢制管道上的对焊管件的壁厚要比管道的壁厚大10%。
管道工程中选用的各种钢制管件，一定要与管道钢管同材质。
1、钢制无缝弯头
钢制弯头的原料是无缝钢管，采用热加工冲压、推制工艺制作。推制弯头外形美观，壁厚均匀，推制成型后椭圆度及弯头肘部减薄率都很小。现在有规模的弯头制造企业大都采用推制工艺制作弯头。
燃气工程中一般选用R=1.5D的900弯头和450弯头。R为曲率半径，D为弯头外径（或者弯头公称通径）。
2、钢制三通、钢制四通
成为一名机械工程师需要掌握的知识 注册机械工程师资格考试基础考试大纲 一.高等数学 1.1空间解析几何向量代数直线平面柱面旋转曲面二次曲面空间曲线 1.2微分学极限连续导数微分偏导数全微分导数与微分的应用 1.3积分学不定积分定积分广义积分二重积分三重积分平面曲线积分积分应用1.4无穷级数数项级数幂级数泰勒级数傅里叶级数 1.5常微分方程可分离变量方程一阶线性方程可降阶方程常系数线性方程 1.6概率与数理统计随机事件与概率古典概型一维随机变量的分布和数字特征数理统计的基本概念参数估计假设检验方差分析一元回归分析 1.7向量分析 1.8线性代数行列式矩阵n维向量线性方程组矩阵的特征值与特征向量二次型 二.普通物理 2.1热学气体状态参量平衡态理想气体状态方程理想气体的压力和温度的统计解释能量按自由度均分原理理想气体内能平衡碰撞次数和平均自由程麦克斯韦速率分布律功热量内能热力学第一定律及其对理想气体等值过程和绝热过程的应用气体的摩尔热容循环过程热机效率热力学第二定律及其统计意义可逆过程和不可逆过程熵 2.2波动学机械波的产生和传播简谐波表达式波的能量驻波声速超声波次声波多普勒效应
2.3光学相干光的获得杨氏双缝干涉光程薄膜干涉麦克尔干涉仪惠更斯——菲涅耳原理单缝衍射光学仪器分辨本领x射线衍射自然光和偏振光布儒斯特定律马吕斯定律双折射现象偏振光的干涉人工双折射及应用 三.普通化学 3.1物质结构与物质状态原子核外电子分布原子、离子的电子结构式原子轨道和电子云离子键特征共价键特征及类型分子结构式杂化轨道及分子空间构型极性分子与非极性分子分子间力与氢键分压定律及计算液体蒸气压沸点汽化热晶体类型与物质性质的关系 3.2溶液溶液的浓度及计算非电解质稀溶液通性及计算渗透压电解质溶液的电离平衡电离常数及计算同离子效应和缓冲溶液水的离子积及ph值盐类水解平衡及溶液的酸碱性多相离子平衡溶度积常数溶解度计算 3.3周期表周期表结构周期族原子结构与周期表关系元素性质氧化物及其水化物的酸碱性递变规律 3.4化学反应方程式化学反应速率与化学平衡化学反应方程式写法及计算反应热热化学反应方程式写法化学反应速率表示方法浓度、温度对反应速率的影响速率常数与反应级数活化能及催化剂化学平衡特征及平衡常数表达式化学平衡移动原理及计算压力熵与化学反应方向判断3.5氧化还原与电化学氧化剂与还原剂氧化还原反应方程式写法及配平原电池组成及符号电极反应与电池反应标准电极电势能斯特方程及电极电势的应用电解与金属腐蚀 3.6有机化学有机物特点、分类及命名官能团及分子结构式有机物的重要化学反应：加成取代消去氧化加聚与缩聚典型有机物的分子式、性质及用途：甲烷乙炔
一、常用塑料基础知识 一．塑胶的定义 塑胶在日常生活中的应用越来越广泛，已经逐渐取代了部份的金属、纸、木质品。 所谓塑胶，是由分子量非常大的有机化合物组成或由以其为基本成分的各种材料，以热压力等使之具有流动性而成形为最终的固体状态者，称之为塑胶。 二．塑胶的通性 1.比重轻（比重为0.9~2）。 2.坚固耐用。 3.是良好的绝缘体。 4.耐蚀性强，且不生锈。 5.成形容易、生产率高。 6.原料丰富、价格低。 7.色彩鲜明，着色容易。 8.主要原料为煤、石油等化工产品。 三．塑胶的分类 1.热塑性塑胶（thermo Plasties） 是指可以多次重复加热变软、冷却结硬成形的塑料，其耐热性较差它又可分为结晶形与非结晶形，结晶是指分子规则地排列集成。 2.热固性塑胶（thermosething Plasties） 在加热时起初会被软化而具有一定的可塑性，但随着加热的进行，塑胶中的分子不断化合，最后固化成型，也不熔于熔剂的物质。 按用途又可分为通用塑料，工程塑料，热塑性弹体。 通用塑料： 指具备了下列某些性质的聚合物：高强度、刚韧、耐磨、抗化学药品及耐高温，一般指：PA、POM、PC、PPO。 工程塑料： 泛指一些具有能制造机械零件或工程结构材料等工业品质的塑料。其机械性能、电气性能，对化学环境的耐受性，对高温、低温耐受性等方面都具有较优异的特点，能在工程技术上替代某些金属如铜、铝、锌、部份合金钢或其他材料使用，常见的有ABS、PA、PC、POM、PMMA、PU、PSU、PPO、PTFE等，其中前四种发展最快，为国际上公认的四大工程塑料。 热塑性弹体即指橡胶。 为满足某些特别的塑料，加强现有的性能，降低成本等需要，近年来产生的一些掺混工程聚合物，PC/ABS、PC/PBT、PPO/PS。 四．常用塑胶的性质及用途（见附表）
晶体缺陷： 点缺陷（空位、间隙原子、异类原子微观影响：晶格畸变）线缺陷（位错；极为重要的晶体缺陷，对金属强度、塑性、扩散及相变有显著影响）面缺陷（晶界、亚晶界） 合金相结构 :相是指系统中均匀的、与其他部分有界面分开的部分。相变：相与相的转变。按结构特点:固溶体、化合物、非晶相。 固溶体:指溶质原子溶入溶剂中所形成的均一结晶相。其晶体结构与溶剂相同。置换固溶体（溶质原子占溶剂晶格结点位置形成的固溶体）间隙固溶体:溶质原子处于溶剂晶格间隙所形成的固溶体 结晶： 材料从液态向固态的凝固成晶体的过程。 基本规律:晶核形成和长大交替进行。包括形核和核长大俩个过程， 影响形核率和成长率的因素：过冷度、不容杂志、振动和搅拌 变质处理：金属结晶时，有意向金属溶液中加入某种难溶物质，从而细化晶粒，改善金属性能 调质处理:淬火和高温回火 同素异构转变;固态金属由一种晶体结构向另一种晶体结构的转变。 合金的组织决定合金的性能 金属材料的强化 本质;阻碍晶体位错的运动 强化途径:形变强化（冷加工变形）、固溶强化（形成固溶体）、第二相强化、细晶强化（晶粒粒度的细化） 钢的热处理 预先热处理：正火和退火 最终热处理：淬火和回火 退火：将钢加热到适当温度，保温一段时间，然后缓慢冷却，以获得接近平衡组织的热处理工艺。目的：降低硬度，提高塑性，改善切削性能；消除钢中内应力；细化晶粒，改善组织，为随后的热处理做组织上的准备。常用：完全退火Ac3以上30-50度（适用亚共析钢和合金钢，不适应低碳钢和过共析钢）得到组织为铁素体和珠光体，等温退火：适用某些奥氏体比较稳定的合金钢，加热和保温同完全退火，使奥氏体转变为珠光体，球化退火：温度略高于Ac1，适用过共析钢和合金工具钢，得到组织球状珠光体，去应力退火：Ac1以下100-200度，不发生组织变化，另外还有再结晶退火和扩散退火。 正火：亚共析钢Ac3以上30-50度，过共析钢Accm以上30-50度，保温后空冷获得细密而均匀的珠光体组织。目的:调整钢的硬度，改善加工性能；消除钢中内应力，细化晶粒，改善组织，为随后的热处理做组织上的准备。主要作用:作为低、中碳钢的预先热处理；消除过共析钢中的网状二次渗碳体，为球化退火做准备；作为普通件的最终热处理。 退火和正火区别：冷却速度不同，正火快，得到珠光体组织细，因而强度和硬度也高。实际中，如果俩者均能达到预先热处理要求时，通常选正火 淬火：加热到Ac1或Ac3以上某个温度，保温后以大于临界冷却速度冷却，使A转变为M 的热处理工艺.目的：获得马氏体或下贝氏体组织。温度：亚共析钢Ac3上30-50度，组织为M+少量A残，共析钢和过共析钢Ac1上30-50度，组织M+粒状Fe3C+少量A残 要求:淬火冷却速度必须大于临界冷却温度Vk.常用方法;单液、双液、分级、等温、局部淬火 回火：淬火以后的工件加热到Ac1以下某个温度，保温后冷却的一种热处理工艺.目的：降
常用建筑材料知识 主要建筑材料包括水泥、钢筋、木材、普通混凝土、黏土砖等。 1、水泥 （1）常见水泥的种类：硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥、火山灰质硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥等五种（2）水泥标号：水泥标号是表示水泥硬化后的抗压能力。常用水泥编号例如：325、425、525、625等。（3）常用水泥的技术特性凝结时效性：水泥的凝结时间分为初凝与终凝。初凝为水泥加水拌合到水泥浆开始失去可塑性的时间。终凝为水泥浆开始拌合时到水泥完全失去可塑性开始产生强度的时间。体积安定性：是指水泥在硬化过程中，体积变化是否均匀的性质。水泥硬化后产生不均匀的体l积变化成为体积安定性不良，不能使用。 水热化性：水泥的水化反应为放热反应。随着水化过程的进行，不断放出热量称为水热化。其水热化释放热量的大小和放热速度的快慢主要与水泥标号、矿物组成和细度有关。细度：指水泥颗粒的粗细程度。颗粒越细，早期强度越高。但颗粒越细，其制作成本越高，并容易受潮失效。标准稠度用水量：指水泥沙浆达到
标准稠度时的用水量。标准稠度是做水泥的安定性和凝结时间时，国家标准规定的稠度。 2、钢筋（1）建筑钢筋的种类：钢筋是钢锭经热轧而成，故又称热轧钢筋，是建筑工程中用量最大的钢材品种。按外形可分为：光圆钢筋、带肋钢筋。按钢种可分为：碳素钢钢筋和普通低合金钢钢筋。按强度可分为：Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ四个级别。其中Ⅰ级钢筋为低碳钢钢筋，Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级为低合金钢钢筋。（2）建筑用钢筋的应用Ⅰ级钢筋为热轧光圆钢筋，其强度较低，塑性及焊接性能较好。广泛应用于普通钢筋混凝土结构中受力较小部位。变形钢筋中Ⅱ级、Ⅲ级钢筋的强度、塑性、焊接性能等综合使用指标较好，是普通钢筋混凝土结构中用量最大的钢筋品种，也可经冷拉后做预应力筋使用。 冷加工钢筋冷拉钢筋：冷拉钢筋的屈服程度会提高，而塑性降低。冷拉Ⅰ级钢筋适用于普通钢筋混凝土中的受力部位，冷拉Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级钢筋均可作为预应力筋使用。冷拔低碳钢筋：其有较高的抗拉强度，是小型构件的主要预应力钢材。 3、木材 （1）木材的种类：分为针叶树和阔叶树两类。其中针叶树的树干长直高大，纹理通直，材质较软，加工容易，是建筑工程中的主要用材。阔叶树材质较坚硬，称之为硬材，主要用于装修工程。（2）建筑木材的性能与用途红松：材质较软，纹理顺直，不易翘曲、开裂，树脂多，耐腐朽，易加工，主要用于制作门窗、屋
《机械工程材料》 基础篇 一：填空 1. 绝大多数金属具有体心立方、面心立方、和密排立方三种类型，α－Fe是体心立方类型，其实际原子数为 2 。 2．晶体缺陷有点缺陷、线缺陷、和面缺陷。 3．固溶体按溶质原子在晶格位置分为置换固溶体、间隙固溶体。 4．铸造时常选用接近共晶成分（接近共晶成分、单相固溶体）的合金。5．金属的塑性变形对金属的组织与性能的影响晶粒沿变形方向拉长，性能趋于各向异性、晶粒破碎，位错密度增加，产生加工硬化、织构现象的产生。6．金属磨损的方式有粘着磨损、磨粒磨损、腐蚀磨损。 7.金属铸件否（能、否）通过再结晶退火来细化晶粒。 8．疲劳断裂的特点有应力低于抗拉极限也会脆断、断口呈粗糙带和光滑带、塑性很好的材料也会脆断。 9．钢中含硫量过高的最大危害是造成热脆。 10．珠光体类型的组织有粗珠光体、索氏体、屈氏体。 11．正火和退火的主要区别是退火获得平衡组织；正火获得珠光体组织。 12. 淬火发生变形和开裂的原因是淬火后造成很大的热应力和组织应力。 13. 甲、乙两厂生产同一批零件，材料均选用45钢，甲厂采用正火，乙厂采用调质，都达到硬度要求。甲、乙两厂产品的组织各是铁素体＋珠光体、回火索氏体。 14．40Cr，GCr15，20CrMo，60Si2Mn中适合制造轴类零件的钢为 40Cr 。15．常见的普通热处理有退火、正火、淬火、回火。 16．用T12钢制造车刀，在切削加工前进行的预备热处理为正火、 球化退火。 17．量具钢加工工艺中，在切削加工之后淬火处理之前可能的热处理工序为调质（退火、调质、回火）。 18．耐磨钢的耐磨原理是加工硬化。 19．灰口铸铁铸件薄壁处出现白口组织，造成切削加工困难采取的热处理措施为高温退火。 20、材料选择的三原则一般原则，工艺性原则，经济性原则。 21．纯铁的多晶型转变是α-Fe→γ-Fe→δ-Fe 。 22．面心立方晶胞中实际原子数为 4 。 23．在立方晶格中，如果晶面指数和晶向指数的数值相同时，那么该晶面与晶向间存在着晶面与晶向相互垂直关系。 24．过冷度与冷却速度的关系为冷却速度越大过冷度越大。 25．固溶体按溶质原子在晶格中位置可分为间隙固溶体、置换固溶体。26．金属单晶体滑移的特点是滑移只能在切应力下发生、滑移总是沿原子密度最大的晶面和晶向进行、滑移时必伴随着晶体向外力方向转动。 27．热加工对金属组织和性能的影响有消除金属铸态组织的缺陷、改变内部夹杂物的形态与分布。
数字化协同设计对智能油气田建设的支持 宋光红1陈亮2成岩3 （1.中国石油工程建设有限公司西南分公司；2.中国石油西南油气田分公司蜀南气 矿；3. 鹰图中国） 摘要材料编码是工程建设项目开展精细化管理的重要基础工作。本文分析了材料编码工作的意义与编码要素，对国际上常用的编码结构和物资材料管理软件进行了介绍，以及对我公司将集团ERP系统物资分类码应用于企业级材料编码的方案进行的说明，供业内学习和参考。 关键词ERM 材料编码编码原则编码结构材料管理5497 0 引言 随着石油天然气化工项目信息化建设的不断深入发展，工程设计普遍采用三维设计软件。随着软件技术的进步，以及工程项目信息化管理的需要，以管道安装设计为主要目标的传统三维设计逐步向多专业的三维协同设计方向发展，实现多专业设计成果输出，同时形成了工程项目完整的虚拟资产模型【1】。 无论是传统的三维设计，还是三维协同设计，均是以材料数据库为基础，驱动三维建模，并为工程建设提供全流程数据支持。采用专业的材料管理软件，对多专业三维材料数据库进行编码，并进行材料管理，能有效提高物资材料的管理质量和效率，并能有效节约项目建设成本【2】。 1材料编码及意义 材料编码也称物资编码，通过一串简短的数字、字母、符号来代替材料的名称和其他属性。通过对材料进行编码，能确保材料进入材料数据库后具有唯一性【3】。以材料编码为基础建立的材料数据库，可以驱动产生带材料编码的工程物资材料清单，以便于在项目建设过程中通过以编码为材料的唯一标识来进行物资材料的计算机管理。通过对工程材料进行统一编码，可以在工程设计阶段加强专业设计与材料控制之间的协调性，更能促进项目全生命周期内设计、采购、施工、成本管理的有效沟通，进而实现规范法、一体化、精细化材料管理的目标【4】；同时，还能够整合、集成公司的知识和经验，形成高水平的公司级信息资源库和知识资产，并形成一个优良的信息资源和知识生长机制与平台，不断提升全公司的工作质量、水平和效率。
机械工程材料基本知识 1.1 金属材料的力学性能 任何机械零件或工具，在使用过程中，往往要受到各种形式外力的作用。如起重机上的钢索，受到悬吊物拉力的作用；柴油机上的连杆，在传递动力时，不仅受到拉力的作用，而且还受到冲击力的作用；轴类零件要受到弯矩、扭力的作用等等。这就要求金属材料必须具有一种承受机械荷而不超过许可变形或不破坏的能力。这种能力就是材料的力学性能。金属表现来的诸如弹性、强度、硬度、塑性和韧性等特征就是用来衡量金属材料材料在外力作用下表现出力学性能的指标。 1.1.1强度 强度是指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。强度指标一般用单位面积所承受的载荷即力表示，符号为c,单位为MPa 工程中常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。屈服强度是指金属材料在外力作用下，产生屈服现象时的应力，或开始出现塑性变形时的最低应力值，用③ 表示。抗拉强度是指金属材料在拉力的作用下，被拉断前所能承受的最大应力值，用c表示。 对于大多数机械零件，工作时不允许产生塑性变形，所以屈服强度是零件强度设计的依据；对于因断裂而失效的零件，而用抗拉强度作为其强度设计的依据。 1.1.2塑性 塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形而不断裂的能力。 工程中常用的塑性指标有伸长率和断面收缩率。伸长率指试样拉断后的伸长量与原来长度之比的百分率，用符号S表示。断面收缩率指试样拉断后，断面缩小的面积与原来截面积之比，用表示。 伸长率和断面收缩率越大，其塑性越好；反之，塑性越差。良好的塑性是金属材料进行压力加工的必要条件，也是保证机械零件工作安全，不发生突然脆断的必要条件。 1.1.3 硬度 硬度是指材料表面抵抗比它更硬的物体压入的能力。硬度的测试方法很多，生产
精心整理 材料员基本知识 1、基础工程材料一般有哪些? 一般有钢筋、水泥、砂、石子、砖、外加剂、木材、给排水管及管件、电气穿地管等。 2、主体工程的材料和构件一般有哪些? 答：钢筋、水泥、砂、石子、粉煤灰、白灰、木材、外加剂、苯板、砖、通风道等 3 4 5 《硅酸泥》、、42.5、62.5、62.5R 。 7 定强度等级，按鉴定后的强度等级使用。所以贮存和使用水泥时就注意先入库的先用。 8、常用砌筑用砖共分为几种及规格是什么? 答：分为红砖和空心砖。红砖规格为240*115*53，空心砖的规格为240*115*180。空心砖还有190*115*90和180*115*90两种规格，但不经常用。 9、1立米砖砌体需用多少红砖? 答：标准尺寸为240×115×53mm 的直角平行六面体，加上砖砌灰缝10mm ，则4块砖长，8块
砖宽，16块砖厚均为1M，1立方(M3)砖砌体的用砖量为512块。 10、现场材料员如何检测红砖质量? 答：按焙烧时的火候不同还可分为正火砖、欠火砖和过火砖。欠火砖色浅、声哑、吸水率大、强度耐久性差，过火砖色深、声音响亮、吸水率低、强度高但常有弯曲变形。二种砖均为不合格品。 11、什么是顺砖、丁砖?什么是眠砖、斗砖? 答：顺砖，指砖的长度沿墙面;丁砖，指砖的宽度沿墙面;砖平砌叫眠砖;砖侧立砌筑叫斗砖。 12 B C 13 14 (1) (2) (3) 15 得超过 16 答：包装水泥要实行抽检，以防每袋重量不足，防止重量不足而影响混凝土和砂浆强度，产生质量事故;散装水泥可按出厂秤码单计量净重，但要注意卸车时要卸净，检查方法是看罐车上的压力表是否为零及拆下的泵管是否有水泥。 17、水泥在储存和运输时为什么应防止受潮? 答：因为水泥受潮后，因表面水化而结块，丧失胶凝能力，强度大为降低，而且，即使在良好的条件下，也不可储存过久，因为水泥会吸收空气中的水分和二氧化碳，缓慢地水化和碳化，故储存过久的水泥在使用前要重新检验其实际强度。 18、水泥净重的检查标准是什么?
机械工程材料复习 第一部分 基本知识 一、概述 ⒈目的 掌握常用工程材料的种类、成分、组织、性能和改性方法的基本知识（性能和改性方法是重点）。 具备根据零件的服役条件合理选择和使用材料； 具备正确制定热处理工艺方法和妥善安排工艺路线的能力。 ⒉复习方法 以“材料的化学成分→加工工艺→组织、结构→性能→应用” 之间的关系为主线，掌握材料性能和改性的方法，指导复习。 二、材料结构与性能： ⒈材料的性能： ①使用性能：机械性能（刚度、弹性、强度、塑性、硬度、冲击韧性、疲劳强度、断裂韧性）； ②工艺性能：热处理性能、铸造性能、锻造性能、机械加工性能等。 ⒉材料的晶体结构的性能：纯金属、实际金属、合金的结构（第二章）； 纯金属：体心立方（e F -α）、面心立方（e F -γ），各向异性、强度、硬度低；塑性、韧性高 实际金属：晶体缺陷（点：间隙、空位、置换；线：位错；面：晶界、压晶界）→各向同性；强度、硬度增高；塑性、韧性降低。 合金：多组元、固溶体与化合物。力学性能优于纯金属。 单相合金组织：合金在固态下由一个固相组成；纯铁由单相铁素体组成。 多相合金组织：由两个以上固相组成的合金。
多相合金组织性能：较单相组织合金有更高的综合机械性能，工程实际中多采用多相组织的合金。 ⒊材料的组织结构与性能 ⑴。结晶组织与性能：F、P、A、Fe3C、Ld； 1）平衡结晶组织 平衡组织：在平衡凝固下，通过液体部的扩散、固体部的扩散以及液固二相之间的扩散使使各个晶粒部的成分均匀，并一直保留到室温。
2）成分、组织对性能的影响 ①硬度(HBS)：随C ﹪↑,硬度呈直线增加， HBS 值主要取决于组成相C F e3的相对量。 ②抗拉强度(b σ)：C ﹪＜0.9%围，先增加，C ﹪＞0.9～1.0％后，b σ值显著下降。 ③钢的塑性(δ ?)、韧性(k a )：随着C ﹪↑,呈非直线形下降。 3）硬而脆的化合物对性能的影响： 第二相强化：硬而脆的化合物， 若化合物呈网状分布：则使强度、塑性下降； 若化合物呈球状、粒状（球墨铸铁）：降低应力集中程度及对固溶体基体的割裂作用，使韧性及切削加工性提高； 呈弥散分布于基体上：则阻碍位错的移动及阻碍晶粒加热时的长大，使强度、硬度增加，而塑性、韧性仅略有下降或不降即弥散强化； 呈层片状分布于基体上：则使强度、硬度提高，而塑性、韧性有所下降。
第一章 1.三种典型晶胞结构： 体心立方： Mo 、Cr 、W 、V 和 α-Fe 面心立方： Al 、Cu 、Ni 、Pb 和 β-Fe 密排六方： Zn 、Mg 、Be 体心立方 面心立方 密排六方 实际原子数 2 4 6 原子半径 a r 4 3= a r 4 2= a r 21= 配位数 8 12 12 致密数 68% 74% 74% 2.晶向、晶面与各向异性 晶向：通过原子中心的直线为原子列，它所代表的方向称为晶向，用晶向指数表示。 晶面：通过晶格中原子中心的平面称为晶面，用晶面指数表示。 （晶向指数、晶面指数的确定见书P7。） 各向异性：晶体在不同方向上性能不相同的现象称为各向异性。 3.金属的晶体缺陷：点缺陷、线缺陷、面缺陷 4.晶体缺陷与强化：室温下金属的强度随晶体缺陷的增多而迅速下降，当缺陷增多到一定数量后，金属强度又随晶体缺陷的增加而增大。因此，可以通过减少或者增加晶体缺陷这两个方面来提高金属强度。 5..过冷：实际结晶温度Tn 低于理论结晶温度To 的现象称为过冷。 过冷度 n T T T -=?0 过冷度与冷却速度有关，冷却速度越大，过冷度也越大。 6.结晶过程：金属结晶就是晶核不断形成和不断长大的过程。 7.滑移变形：单晶体金属在拉伸塑性变形时，晶体内部沿着原子排列最密的晶面和晶向发生了相对滑移，滑移面两侧晶体结构没有改变，晶格位向也基本一致，因此称为滑移变形。 晶体的滑移系越多，金属的塑性变形能力就越大。 8.加工硬化：随塑性变形增加，金属晶格的位错密度不断增加，位错间的相互作用增强，提高了金属的塑性变形抗力，使金属的强度和硬度显著提高，塑性和韧性显著降低，这称为加工硬化。 9.再结晶：金属从一种固体晶态过渡到另一种固体晶态的过程称为再结晶。 作用：消除加工硬化，把金属的力学和物化性能基本恢复到变形前的水平。 10.合金：两种或两种以上金属元素或金属与非金属元素组成的具有金属特性的物质。 11.相：合金中具有相同化学成分、相同晶体结构并有界面与其他部分隔开的均匀组成部分称为“相”。 分类：固溶体和金属间化合物 第二章 1.铁碳合金相图（20分） P22
机械制造技术基础知 识点整理
1.制造工艺过程：技术准备，机械加工，热处理，装配等一般称为制造工艺过程。 2.机械加工由若干工序组成。工序又可分为安装，工位，工步，走刀。 3.按生产专业化程度不同可将生产分为三种类型：单件生产，成批（小批,中批,大批）生产，大量生产。 4.材料去除成型加工包括传统的切削加工和特种加工。 5.金属切削加工的方法有车削，钻削，镗削，铣削，磨削，刨削。 6.工件上三个不断变化的表面待加工表面，过渡表面（切削表面），已加工表面。（详见P58） 7.切削用量是以下三者的总称。 （1）切削速度，主运动的速度。 （2）进给量，在主运动一个循环内刀具与工件之间沿进给方向相对移动的距离。 （3）背吃刀量工件上待加工表面和已加工表面件的垂直距离。 8.母线和导线统称为形成表面的发生线。 9.形成发生线的方法成型法，轨迹法，展成法，相切法。 10.表面的成型运动是保证得到工件要求的表面形状的运动。 11.机床的分类：（1）按机床万能性程度分为：通用机床，专门化机床，专用机床。 （2）按机床精度分为：普通机床，精密机床，高精度机床。 （3）按自动化程度分为：一般机床，半自动机床，自动机床。 （4）按重量分为：仪表机床，一般机床，大型机床，重型机床。 （5）按机床主要工作部件数目分为：单刀机床，多刀机床，单轴机床，多轴机床。 （6）按机床具有的数控功能分:普通机床，一般数控机床，加工中心，柔性制造单元等。 12.机床组成：动力源部件，成型运动执行件，变速传动装置，运动控制装置，润滑装置，电气系统零部件，支承零部件，其他装置。
13.机床上的运动：（1）切削运动（又名表面成型运动），包括： 1、主运动使刀具与工件产生相对运动，以切削工件上多余金属的基本运 动。 2、进给运动不断将多余金属层投入切削，以保证切削连续进行的运 动。（可以是一个或几个） （2）辅助运动。分度运动，送夹料运动，控制运动，其他各种空程运动 14.刀具分类： （1）按刀具分为切刀，孔加工刀具，铣刀，拉刀，螺纹刀具，齿轮刀具，自动化加工刀具。 （2）按刀具上主切削刃多少分为单刃刀具，多刃刀具。 （3）按刀具切削部分的复杂程度分为一般刀具，复杂刀具。 （4）按刀具尺寸和工件被加工尺寸的关系分为定尺寸刀具，非定尺寸刀具。 （5）按刀具切削部分本身的构造分为单一刀具和复杂刀具。 （6）按刀具切削部分和夹持部分之间的结构关系分为整体式刀具和装配式刀具。 15.切刀主要包括车刀，刨刀，插刀，镗刀。 16.孔加工刀具有麻花钻，中心钻，扩孔钻，铰刀等。 17.用得最多的刀具材料是高速钢和硬质合金钢。 18.高速钢分普通高速钢和高性能高速钢。 19.高性能高速钢分钴高速钢，铝高速钢，高钒高速钢。 20.刀具的参考系分为静止（标注）角度参考系和工作角度参考系。 21.静止（标注）角度参考系由主运动方向确定，工作角度参考系由合成切削运动方向确定。 22.构成刀具标注角度参考系的参考平面有基面，切削平面，正交平面，法平面，假定工作平面，背平面。
1.工程材料按属性分为：金属材料、陶瓷材料、碳材料、高分子材料、复合材料、半导体材料、生物材料。 2.零维材料：是指亚微米级和纳米级（1—100nm）的金属或陶瓷粉末材料，如原子团簇和纳米微粒材料； 一维材料：线性纤维材料，如光导纤维； 二维材料：就是二维薄膜状材料，如金刚石薄膜、高分子分离膜； 三维材料：常见材料绝大多数都是三位材料，如一般的金属材料、陶瓷材料等； 3.工程材料的使用性能就是在服役条件下表现出的性能，包括：强度、塑性、韧性、耐磨性、耐疲劳性等力学性能，耐蚀性、耐热性等化学性能，及声、光、电、磁等功能性能；工程材料按使用性能分为：结构材料和功能材料。 4.金属材料中原子之间主要是金属键，其特点是无方向性、无饱和性； 陶瓷材料中的结合键主要是离子键和共价键，大多数是离子键，离子键赋予陶瓷材料相当高的稳定性； 高分子材料的结合键是共价键、氢键和分子键，其中，组成分子的结合键是共价键和氢键，而分子间的结合键是范德瓦尔斯键。尽管范德瓦尔斯键较弱，但由于高分子材料的分子很大，所以分子间的作用力也相应较大，这使得高分子材料具有很好的力学性能； 半导体材料中主要是共价键和离子键，其中，离子键是无方向性的，而共价键则具有高度的方向性。 5.晶胞：是指从晶格中取出的具有整个晶体全部几何特征的最小几何单元；在三维空间中，用晶胞的三条棱边长a、b、c（晶格常数）和三条棱边的夹角α、β、γ这六个参数来描述晶胞的几何形状和大小。 6.晶体结构主要分为7个晶系、14种晶格； 7.晶向是指晶格中各种原子列的位向，用晶向指数来表示，形式为[uvw]； 晶面是指晶格中不同方位上的原子面，用晶面指数来表示，形式为（hkl）。 8.实际晶体的缺陷包括点缺陷、线缺陷、面缺陷、体缺陷，其中体缺陷有气孔、裂纹、杂质和其他相。 9.实际金属结晶温度Tn总要偏低理论结晶温度T0一定的温度，结晶方可进行，该温差ΔT=T0—Tn即称为过冷度；过冷度越大，形核速度越快，形成的晶粒就越细。 10.通过向液态金属中添加某些符合非自发成核条件的元素或它们的化合物作为变质剂来细化晶粒，就叫变质处理；如钢水中常添加Ti、V、Al等来细化晶粒。 11.加工硬化是指随着塑性变形增加，金属晶格的位错密度不断增加，位错间的相互作用增强，提高了金属的塑性变形抗力，使金属的强度和硬度明显提高，塑性和韧性明显降低，也即形变强化；加工硬化是一种重要的强化手段，可以提高金属的强度并使金属在冷加工中均匀变形；但金属强度的提高往往给进一步的冷加工带来困难，必须进行退火处理，增加了成本。 12.金属学以再结晶温度区分冷加工和热加工：在再结晶温度以下进行的塑性变形加工是冷加工，在再结晶温度以上进行的塑性变形加工即热加工；热加工可以使金属中的气孔、裂纹、疏松焊合，使金属更加致密，减轻偏析，改善杂质分布，明显提高金属的力学性能。 13.再结晶是指随加热温度的提高，加工硬化现象逐渐消除的阶段；再结晶的晶粒度受加热温度和变形度的影响。 14.相:是指合金中具有相同化学成分、相同晶体结构并由界面与其他部分隔开的均匀组成部分； 合金相图是用图解的方法表示合金在极其缓慢的冷却速度下，合金状态随温度和化学成分的变化关系； 固溶体：是指在固态下，合金组元相互溶解而形成的均匀固相； 金属间化合物：是指俩组元组成合金时，产生的晶格类型和特性完全不同于任一组元的新固相。 15.固溶强化：是指固溶体的晶格畸变增加了位错运动的阻力，使金属的塑性和韧性略有下降，强度和硬度随溶质原子浓度增加而略有提高的现象； 弥散强化：是指以固溶体为主的合金辅以金属间化合物弥散分布，以提高合金整体的强度、硬度和耐磨性的强化方式。 16.匀晶反应：是指两组元在液态和固态都能无限互溶，随温度的变化，形成成分均匀的液相、固相或满足杠杆定律的中间相的固溶体的反应； 共晶反应：是指由一种液态在恒温下同时结晶析出两种固相的反应； 包晶反应：是指在结晶过程先析出相进行到一定温度后，新产生的固相大多包围在已有的固相周围生成的的反应； 共析反应：一定温度下，由一定成分的固相同时结晶出一定成分的另外两种固相的反应。 17.铁素体（F）：碳溶于α-Fe中形成的体心立方晶格的间隙固溶体；金相在显微镜下为多边形晶粒；铁素体强度和硬度低、塑性好，力学性能与纯铁相似，770℃以下有磁性； 奥氏体（A）:碳溶于γ-Fe中形成的面心立方晶格的间隙固溶体；金相显微镜下为规则的多边形晶粒；奥氏体强度和硬度不高，塑性好，容易压力加工，没有磁性； 渗碳体（Fe3C）：含碳量为6.69%的复杂铁碳间隙化合物；渗碳体硬度很高、强度极低、脆性非常大； 珠光体（P）：铁素体和渗碳体的共析混合物；珠光体强度较高，韧性和塑性在渗碳体和铁素体之间； 莱氏体（Ld）：奥氏体和渗碳体的共晶混合物；莱氏体中渗碳体较多，脆性大、硬度高、塑性很差。 18.包晶反应：1495℃时发生，有δ-Fe（C=0.10%）、γ-Fe（C=0.17%或0.18%，图中J点）、液相（C=0.53%或0.51%，图中B点）三相共存；δ-Fe（固体）+L（液体）=γ-Fe（固体） 共晶反应：1148℃时发生，有A（C=2.11%）、Fe3C（C=6.69%）、液相L（C=4.3%）三相共存；Ld→Ae+Fe3Cf（恒温1148℃） 共析反应：727℃时发生，有A（C=0.77%）、F（C=0.0218%）、Fe3C（C=6.69%）三相共存；As→Fp+Fe3Ck(恒温727℃)
机械工程师知识要求
机械工程师的知识要求： Ⅰ.基本要求 1．熟练掌握工程制图标准和表示方法。掌握公差配合的选用和标注。 2．熟悉常用金属材料的性能、试验方法及其选用。掌握钢的热处理原理，熟悉常用金属材料的热处理方法及其选用。了解常用工程塑料、特种陶瓷、光纤和纳米材料的种类及应用。3．掌握机械产品设计的基本知识与技能，能熟练进行零、部件的设计。熟悉机械产品的设计程序和基本技术要素，能用电子计算机进行零件的辅助设计，熟悉实用设计方法，了解现代设计方法。 4．掌握制订工艺过程的基本知识与技能，能熟练制订典型零件的加工工艺过程，并能分析解决现场出现的一般工艺问题。熟悉铸造、压力加工、焊接、切（磨）削加工、特种加工、表面涂盖处理、装配等机械制造工艺的基本技术内容、方法和特点并掌握某些重点。熟悉工艺方案和工艺装备的设计知识。了解生产线设计和车间平面布置原则和知识。 5．熟悉与职业相关的安全法规、道德规范和法律知识。熟悉经济和管理的基础知识。了解管理创新的理念及应用。 6．熟悉质量管理和质量保证体系，掌握过程控制的基本工具与方法，了解有关质量检测技术。 7．熟悉计算机应用的基本知识。熟悉计算机数控（CNC）系统的构成、作用和控制程序的编制。了解计算机仿真的基本概念和常用计算机软件的特点及应用。 8．了解机械制造自动化的有关知识。 Ⅱ.考试内容 一、工程制图与公差配合 1．工程制图的一般规定 （1）图框 （2）图线 （3）比例 （4）标题栏 （5）视图表示方法 （6）图面的布置 （7）剖面符号与画法 2．零、部件（系统）图样的规定画法 （1）机械系统零、部件图样的规定画法（螺纹及螺纹紧固件的画法齿轮、齿条、蜗杆、蜗轮及链轮的画法花键的画法及其尺寸标注弹簧的画法） （2）机械、液压、气动系统图的示意画法（机械零、部件的简化画法和符号管路、接口和接头简化画法及符号常用液压元件简化画法及符号） 3．原理图
材料员基本知识 1、基础工程材料一般有哪些？ 一般有钢筋、水泥、砂、石子、砖、外加剂、木材、给排水管及管件、电气穿地管等。 2、主体工程的材料和构件一般有哪些？ 答：钢筋、水泥、砂、石子、粉煤灰、白灰、木材、外加剂、苯板、砖、通风道等 3、屋面工程的材料一般有哪些？ 答：有找平层的用炉渣、保温层用的苯板、防水卷材。 4、装修工程的材料一般有哪些？ 答：一般有门、窗、外墙涂料、内墙涂料、内（外）墙瓷砖、水泥、砂、白灰、木材、给排水和采暖管及管件、散热片、穿线管、开关、插座、灯具、配电箱、楼梯扶手、护栏等。 5、工程常用的水泥有哪几种？ 答：普通硅酸盐水泥（P.O）、矿渣硅酸盐水泥（P.S）。 6 、水泥标号等级共分为几种？ 答：国家于2001年4月对水泥的标号制定新的标准。通用水泥新标准是：GB175-1999《硅酸盐水泥、普通硅酸盐水泥》、GB1344-1999《矿渣硅酸盐水泥、火山灰硅酸盐水泥及粉煤灰硅酸盐水泥》、GB1 2958-1999《复合硅酸盐水泥》。六大水泥标准实行以MPa表示的强度等级,如32.5、32.5R、42.5、42.5R等,使强度等级的数值与水泥28天抗压强度指标的最低值相同。 新标准还统一规划了我国水泥的强度等级,硅酸盐水泥分3个强度等级6个类型,即42.5、42.5R、52.5、52.5R、62.5、62.5R。其他五大水泥也分3个等级6个类型,即32.5、32.5R、42.5、42.5R、52.5、52.5R。 7、水泥的库存期最长是多长时间？ 答：水泥库存期规定为三个月（自出厂日期算起），超过库存期水泥强度下降，使用时应重新鉴定强度等级，按鉴定后的强度等级使用。所以贮存和使用水泥时就注意先入库的先用。 8、常用砌筑用砖共分为几种及规格是什么？ 答：分为红砖和空心砖。红砖规格为240*115*53，空心砖的规格为240*115*180。空心砖还有190 *115*90和180*115*90两种规格，但不经常用。 9、1立米砖砌体需用多少红砖？
第1章机械工程材料基本知识 1.1 金属材料的力学性能 任何机械零件或工具，在使用过程中，往往要受到各种形式外力的作用。如起重机上的钢索，受到悬吊物拉力的作用；柴油机上的连杆，在传递动力时，不仅受到拉力的作用，而且还受到冲击力的作用；轴类零件要受到弯矩、扭力的作用等等。这就要求金属材料必须具有一种承受机械荷而不超过许可变形或不破坏的能力。这种能力就是材料的力学性能。金属表现来的诸如弹性、强度、硬度、塑性和韧性等特征就是用来衡量金属材料材料在外力作用下表现出力学性能的指标。 1.1.1 强度 强度是指金属材料在静载荷作用下抵抗变形和断裂的能力。强度指标一般用单位面积所承受的载荷即力表示，符号为σ，单位为MPa。 工程中常用的强度指标有屈服强度和抗拉强度。屈服强度是指金属材料在外力作用下，产生屈服现象时的应力，或开始出现塑性变形时的最低应力值，用σs 表示。抗拉强度是指金属材料在拉力的作用下，被拉断前所能承受的最大应力值，用σb表示。 对于大多数机械零件，工作时不允许产生塑性变形，所以屈服强度是零件强度设计的依据；对于因断裂而失效的零件，而用抗拉强度作为其强度设计的依据。 1.1.2 塑性 塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形而不断裂的能力。 工程中常用的塑性指标有伸长率和断面收缩率。伸长率指试样拉断后的伸长量与原来长度之比的百分率，用符号δ表示。断面收缩率指试样拉断后，断面缩小的面积与原来截面积之比，用 表示。 伸长率和断面收缩率越大，其塑性越好；反之，塑性越差。良好的塑性是金属材料进行压力加工的必要条件，也是保证机械零件工作安全，不发生突然脆断的必要条件。 1.1.3 硬度
更多资料请访问.（．...．) 名词解释： 淬透性:淬透性指钢在淬火时获得M的能力,其大小是用规定条件下淬硬层深度来表示。 淬硬性：表示钢淬火时的硬化能力，用淬成马氏体可能得到的最高硬度表示。 相：金属或合金中，凡成分相同、结构相同，并与其它部分有晶只界分开的均匀组成部分称为相 组织:显微组织实质是指在显微镜下观察到的各相晶粒的形态、数量、大小和分布的组合。组织应力：由于工件内外温差而引起的奥氏体(γ或A)向马氏体（M)转变时间不一致而产生的应力 热应力：由于工件内外温差而引起的胀缩不均匀而产生的应力 过热:由于加热温度过高而使奥氏体晶粒长大的现象
过烧:由于加热温度过高而使奥氏体晶粒局部熔化或氧化的现象 回火脆性：在某些温度范围内回火时,会出现冲击韧性下降的现象，称为回火脆性 回火稳定性:淬火钢在回火时,抵抗强度、硬度下降的能力称为回火稳定性。 马氏体：碳在α-Fe 中的过饱和固溶体称为马氏体。 回火马氏体：在回火时,从马氏体中析出的ε-碳化物以细片状分布在马氏体基础上的组织称为回火马氏体。 共晶反应:恒温下,某一成分液相同时结晶出两个成分不同的固相的反应。 共析反应：一定成分的固相,某一恒温下同时分解成两个成分与结构均不相同的固相反应。本质晶粒度：表示在一定加热条件下,奥氏体晶粒长大倾向性的高低。 实际晶粒度：在给定温度下奥氏体的晶粒度称为实际晶粒度,它直接影响钢的性能。 化学热处理:将工件置于待定介质中加热保温,使介质中活性原子渗入工件表层，从而改变工件表层化学成分与组织，进而改变其性能的热处理工艺。 表面淬火：指在不改变钢的化学成分及心部组织的情况下,利用快速加热将表面奥氏休化后进行淬火以强化零件表面的热处理方法。 固溶强化:固溶强化：通过溶入某种溶质元素形成固溶体而使金属强度、硬度升高的现象 弥散强化:倘若脆性第二相颗粒呈弥散状均匀分布在基体相上,由于第二相粒子与位错的交互作用阻碍了位错运动从而提高了合金塑性变形抗力,则可显著提高合金的强度的现象 细晶强化：通过细化晶粒来同时提高金属的强度、硬塑性和韧性的方法 热加工:凡是在材料再结晶温度以上所进行的塑性变形加工叫做热加工 冷加工：凡是在再结晶温度以下所进行的塑性变形加工叫做冷加工 冷处理:将淬火钢继续冷却到-７0～-80℃（或更低温度），并保持一段时间,使残余奥氏体在继续冷却中转变为马氏体。 调质处理：淬火后高温回火的热处理方法称为调质处理。 过冷度:理论结晶温度与实际结晶温度的差T0-Tn＝称过冷度。 枝晶偏析：由于固溶体结晶一般按树枝状长大,使这种晶内偏析也呈树枝状分布。 加工硬化:随着变形量增大，由于晶粒破碎和位错密度增加，晶体塑性变形能力迅速增大,强度硬度明显升高,塑形和韧性下降。 回复:冷塑性变形的金属材料在加热温度较低时,其光学显微组织发生改变前晶体内部所产生的某些变化。 再结晶：这一过程也是一个形核和核长大的过程,因其新旧晶粒的晶格类型完全相同，只是晶粒形态发生了变化,所以称之为再结晶。 二次硬化：某些铁碳合金(如高速钢)须经许多次回火后,才进一步提高其硬度。这种硬化现象为二次硬化。 退火:将钢加热至适当温度保温,然后缓慢冷却（炉冷）的热处理工艺。 正火：亚共析钢加热到Ac3+3０~ 50℃，共析钢加热到Ac１＋3０~50℃,过共析钢加热到Accm+３0~ 50℃，保温后空冷的工艺。 淬火：淬火是将钢加热到临界点Ac1或Ａc3以上，保温后以大于临界冷却速度Ｖk冷却,使奥氏体转变为Ｍ或B下的热处理工艺。 回火:回火是指将淬火钢加热到Ac1以下的某温度保温后冷却的工艺。 回火脆性:在某些温度范围内回火时，淬火钢会出现冲击韧度显著下降的现象。第一类回火脆性：低温回火脆,火钢在250-35０℃回火时出现的脆性。第二类回火脆性:高温回火脆，淬火钢在５00-650℃范围内回火后缓冷时出现的脆性。 不锈钢晶间腐蚀:晶间腐蚀是沿晶粒周界发生腐蚀的现象。它是不锈钢某一温度下加热或冷
学习资料 第一组 材料的刚性越大，材料就越脆。F 按受力方式，材料的弹性模量分为三种类型，以下哪一种是错误的：D A. 正弹性模量（E） B. 切弹性模量（G） C. 体积弹性模量（G） D. 弯曲弹性模量（W） 滞弹性是无机固体和金属的与时间有关的弹性，它与下列哪个因素无关 B A 温度； B 形状和大小； C 载荷频率 高弹性有机聚合物的弹性模量随温度的升高而 A A. 上升； B. 降低； C. 不变。 金属材料的弹性模量随温度的升高而 B A. 上升； B. 降低； C. 不变。 弹性模量和泊松比?之间有一定的换算关系，以下换算关系中正确的是 D A. K=E /[3(1+2?)]； B. E=2G (1-?)； C. K=E /[3(1-?)]； D. E=3K (1-2?)； E. E=2G (1-2?)。 7.Viscoelasticity”的意义是B A 弹性；B粘弹性； C 粘性 8.均弹性摸量的表达式是A A、E=σ/ε B、G=τ/r C、K=σ。/（△V/V） 9.金属、无机非金属和高分子材料的弹性摸量一般在以下数量级范围内C GPa A.10-102、＜10，10-102 B.＜10、10-102、10-102 C.10-102、10-102、＜10 10.体心立方晶胞的金属材料比面心立方晶胞的同类金属材料具有更高的摸量。T 11.虎克弹性体的力学特点是B A、小形变、不可回复 B、小形变、可回复 C、大形变、不可回复 D、大形变、可回复 13、金属晶体、离子晶体、共价晶体等材料的变形通常表现为，高分子材料则通常表现为 和。 A A 普弹行、高弹性、粘弹性 B 纯弹行、高弹性、粘弹性 C 普弹行、高弹性、滞弹性 14、泊松比为拉伸应力作用下，材料横向收缩应变与纵向伸长应变的比值υ=ey/ex F 第二组 1.对各向同性材料，以下哪一种应变不属于应变的三种基本类型C A. 简单拉伸； B. 简单剪切； C. 扭转； D. 均匀压缩 2.对各向同性材料，以下哪三种应变属于应变的基本类型ABD A. 简单拉伸； B. 简单剪切； C. 弯曲； D. 均匀压缩 3.“Tension”的意义是A A 拉伸； B 剪切； C 压缩