2026年一建【机电】小超人，02.常用材料
2026年一建【机电】小超人，02.常用材料
1.1 机电工程常用材料
1.1.1 金属材料的分类及应用
1.黑色金属材料的分类及应用黑色金属主要包括：纯铁、铸铁、碳素钢和合金钢等。
广义的黑色金属还包括：铬、锰及其他合金。
（口诀：铁哥们）
1）铸铁
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| （1）根据铸铁中断口形式不同的分类 | ① 白口铸铁 | 断口呈银白色；质地很硬，不容易切削，不易进行机械加工 | ||||||||
| ② 灰口铸铁 | 断口呈暗灰色；是应用最广的铸铁 | |||||||||
| ③ 麻口铸铁 | 断口呈黑白相间的麻点；具有较大硬脆性，工业上应用很少 | |||||||||
| （2）根据铸铁中石墨形态不同的分类 | ① 普通灰铸铁 | 铸铁中石墨呈片状存在 | ||||||||
| ② 可锻铸铁 | 石墨呈团絮状存在；有较高的强度、塑性和冲击韧度。用于制造弹簧支架、低压阀门、低压阀、管接头等受冲击和振动的零件。 | |||||||||
| ③ 球墨铸铁 | 石墨呈球状存在。 | |||||||||
| ④ 蠕墨铸铁 | 铸造前加蠕化剂（镁、钛或稀土）后凝固而制得；在汽车发动机、排气管、柴油机缸盖、制动零件等方面的应用取得了良好的效果。（记忆：热的地方） | |||||||||
2）碳素钢
| 种类 | 细分 | 特点及应用 |
| （1）碳素结构钢 | 普通碳素结构钢 | 优质碳素结构钢与普通碳素结构钢相比，硫、磷及其他非金属夹杂物的含量较低。
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。 |
| 优质碳素结构钢 | ||
| （2）碳素工具钢 | 用于制作刃具、模具和量具的碳素钢。 | |
| 用于制造螺栓、螺母、销钉、轴、管接头等 | ||
3）合金钢合金钢是在碳素钢的基础上添加一种或多种合金元素而得到的多元合金。
| 合金钢 | 特点/用途 |
| 机械结构合金钢 | 主要包括合金结构钢和合金弹簧钢两大类 |
| 高速钢（锋钢） | 制造中、高速切削刀具，如车刀、铣刀、麻花钻等。 |
| 结构合金钢 | |
| 轴承钢 | |
| 耐热钢 | 常用于制造锅炉、汽轮机、动力机械、工业炉等高温下工作的零部件。 |
| 不锈耐酸钢 | 分为不锈钢和耐酸钢两种。在空气中能抵抗腐蚀的称为不锈钢； 在各种侵蚀性强烈的介质中能抵抗腐蚀作用的钢称为耐酸钢。 |
| 特殊物理性能钢 | 具有特殊磁性、 电性、弹性、膨胀性等物理特性的钢。 |
4）低合金钢
| （1）低合金高强度结构钢 | 韧性高于碳素结构钢，具有良好的焊接性能、良好的加工性能和耐腐蚀性能。 |
| （2）低合金耐热钢 |
1）有色金属及有色合金
（1）有色金属。是铁、锰、铬以外的所有金属的统称。有色金属可分为轻金属、重金属、贵金属及稀有金属。
①轻金属，如铝、镁、钾、钠、钙等。
（口诀：该哪家美女）
②重金属，如铜、镍、铅、锌、锡、锑、汞等。
（口诀：恭喜贤弟虐童心重）
- 贵金属价格比较昂贵，地壳中含量低，提纯困难，化学性质稳定，如金、银、 铂等。
- 稀有金属在地壳中含量较少。包括：稀有轻金属锂、铯等；稀有难熔金属钛、 钼、钨等；稀有分散金属镓、铟、锗等；稀土金属钪、钇、镧等；
（2）有色合金。
有色合金有：铝合金、铜合金、钛合金、锌合金、镁合金、镍合金、钼合金等。有色合金的强度和硬度比纯金属高，电阻比纯金属大、电阻温度系数小，具有良好的综合性能。
2）铝及铝合金
- 铝化学性能十分活泼，塑性好，强度低，适用于冷加工成型，如轧制、挤压、模锻、冷冲、弯曲等，加工成各种形状复杂的构件。
- 铝合金有较高的强度，比强度接近高合金钢，比刚度超过钢，有良好的铸造性能和塑性加工性能，良好的导电、导热性能，良好的耐蚀性和可焊性。
例如：铝镁合金是以镁为主要添加元素的铝合金，铝镁合金具有密度小、强度高、抗震力强、散热性好、抗电磁干扰性好、绿色环保等优点。
3）铜及铜合金
- 铜（纯铜）。外观呈现玫瑰红色，有光泽，有延展性的金属，表面氧化时呈现紫红色，所以也称为紫铜。具有良好的导电性、导热性等，可以进行各种冷、热加工。
- 铜合金按材料形成可分为铸造铜合金和变形铜合金。
铜合金既可以用于铸造，又可以用于变形加工。通常变形铜合金可以用于铸造，而铸造铜合金却不能进行锻造、挤压、深冲和拉拔等变形加工。
| （2）黄铜 | 黄铜是由铜和锌所组成的合金。
铜锌二元合金组成的黄铜称为普通黄铜（简单黄铜）。 三元以上合金黄铜称为特殊黄铜（复杂黄铜）。 特殊黄铜强度高、硬度大、 耐化学腐蚀性强；切削加工的机械性能也较突出。 黄铜所拉成的无缝铜管，质软、耐磨性能强，可用于热交换器和冷凝器、低温管路等。 |
| （3）白铜 | 白铜是以镍为主要添加元素的铜合金。
工业用白铜分为结构白铜和电工白铜两大类。 铜镍二元合金称为普通白铜；加有锰、 铁、锌、铝等元素的称为复杂白铜。 结构白铜；广泛用于制造精密机械、化工机械等。 电工白铜有良好的热电性能，是制造精密电工仪器、变阻器、精密电阻、应变片、热电偶等用的材料。 |
| （4）青铜 | 青铜是以锡为主要添加元素的铜合金。除黄铜、白铜以外的铜合金均称为青铜。锡青铜的铸造性能、减摩性能、机械性能好，适用于制造轴承、蜗轮、齿轮等；铅青铜是现代发动机和磨床广泛使用的轴承材料；铝青铜强度高，耐磨性和耐蚀性好，适用于铸造高载荷的齿轮、轴套等；铍青铜的弹性极限高，导电性好，适用于制造精密弹簧和电接触元件，铍青铜还用来制造煤矿、油库等使用的无火花工具。 |
题目训练：
4）钛及钛合金
- 钛。
银白色的金属，其特征为重量轻、强度高，具有金属光泽，耐湿氯气腐蚀。其密度高于铝，但低于钢、铜和镍，其比强度在金属中排名第一。
- 钛合金。
钛合金具有密度低、比强度大、耐腐蚀性能好、使用性能好等优点，是理想的航天工程结构材料。
主要用于制造工作温度低于 350℃的石化换热器、反应器、船舶部件、飞机蒙皮等。
5）锌及锌合金
- 锌。具有良好的压延性、耐磨性、抗腐蚀性、铸造性，且有很好的常温机械性，能与多种金属制成性能优良的合金。
镀锌，起到美观、防锈等作用，主要采用热镀锌。
- 锌合金。
锌本身的强度和硬度不高，但在与铝、铜等组成合金后，其强度和硬度均大为提高。
3.常用金属复合材料的分类及应用 1）金属基复合材料的分类及应用
- 金属基复合材料。
| 分类方式 | 内容 |
| 按用途 | 结构复合材料、功能复合材料 |
| 按增强材料形态 | 纤维增强、颗粒增强和晶须增强金属基复合材料 |
| 按金属基体 | 铝基、钛基、镍基、镁基、耐热金属基 |
| 按增强材料 | 玻璃纤维、碳纤维、硼纤维、石棉纤维、金属丝 |
- 金属基复合材料具有高比强度、高比模量、尺寸稳定性、耐热性等主要性能特点。
2）金属层状复合材料的分类及应用
- 金属层状复合材料由几层不同性能的材料通过热轧、焊接工艺复合而成。
包括钛钢、铝钢、铜钢、钛不锈钢、镍不锈钢等复合材料。
- 具有耐腐蚀、耐高温、 耐磨损、导热导电性好、阻尼减振、电磁屏蔽，且制造成本低等特点。
3）金属与非金属复合材料的特点及应用
- 钢塑复合管既有钢管的强度和刚度，又有塑料管的耐化学腐蚀性能，具有无污染、不混生细菌、内壁光滑、不积垢、水阻小、施工方便、成本低等优点。
- 铝塑复合管有与金属管材相当的强度，具有电屏蔽和磁屏蔽作用、隔热保温性好、重量轻、寿命长、施工方便、成本低等优点。
1.硅酸盐材料的分类及应用包括：1）水泥；2）保温棉；3）砌筑材料；4）陶瓷；5）特种新型的无机非金属材料
- 保温棉常用的保温棉有膨胀珍珠岩类、离心玻璃棉类、超细玻璃棉类、微孔硅酸壳、矿棉类、岩棉类等。
（岩、棉+微孔硅酸壳）
- 砌筑材料砌筑材料有各种类型的耐火砖和耐火材料，要求具有很好的耐高温性能、一定的高温力学性能、良好的体积稳定性、抗各种侵蚀性的熔渣及气体的性能等。
- 陶瓷陶瓷是以黏土等硅酸盐类矿物为原料，经粉末处理、成型、烧结等过程加工而成，具有坚硬、不燃、不生锈，能承受光照、压力等优良性能。
陶瓷的硬度很高，但脆性很大。
（1）陶瓷的分类按照原料来源可分为普通陶瓷和特种陶瓷。
| 普通陶瓷（天然） | 主要原料，如黏土、石英、长石等。
主要制品：建筑陶瓷、电气绝缘陶瓷、化工陶瓷、 多孔陶瓷 |
| 特种陶瓷（合成） | 主要原料，如氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷、碳化硅陶瓷、氮化硼陶瓷等。（口诀：带“化”）按照陶瓷材料的性能和用途不同，可分为结构陶瓷、功能陶瓷。 |
（3）陶瓷的主要用途陶瓷制品主要用于防腐蚀工程，如管件、阀门、管材、泵用零件、轴承等。
- 氮化硅陶瓷主要用于耐磨、耐高温、耐腐蚀、形状复杂且尺寸精度高的制品， 如石油化工泵的密封环、高温轴承、燃气轮机叶片等。
- 结构陶瓷用于切削工具、模具、耐磨零件、泵和阀部件、发动机部件等。
- 功能陶瓷用于能源开发、空间技术、电子技术、生物技术、环境科学等领域， 如绝缘陶瓷、敏感陶瓷、介电陶瓷、超导陶瓷、红外辐射陶瓷、发光陶瓷、透明陶瓷、生物与抗菌陶瓷、隔热陶瓷等。
- 普通非金属材料主要有碳化硅、氧化铝陶瓷，硼酸盐、硫化物玻璃，镁质、铬镁质耐火材料和碳素材料等。
- 特种新型无机非金属材料（口诀：某化物）主要指用氧化物、氮化物、碳化物、硼化物、硫化物、硅化物以及各种无机非金属化合物经特殊的先进工艺制成的材料。
2.高分子材料的分类及应用
1）塑料；2）橡胶；3）纤维；4）涂料与油漆；5）粘结剂
（口诀：高像素贤妻图）
（2）热固性塑料是以热固性树脂为主体成分，加工固化成型后具有网状体型的结构，受热后不再软化，强热下发生分解破坏，不可以反复成型。优点是耐热性高，受压不宜变形等，缺点是机械性能不好，但可加入填料来提高强度。这类塑料如酚醛塑料、环氧塑料等。
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2）橡胶由生胶、配合剂、增强剂组成，按材料来源不同分为天然橡胶和合成橡胶。
- 天然橡胶弹性最好，具有强度大、电绝缘性好、 不透水的特点，也有较好的耐碱性能，但不耐浓酸，能溶于苯、汽油等溶剂。广泛用于制造胶带、胶管和减振零件等。
- 合成橡胶有氯化橡胶、丁苯橡胶、氯丁橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、丁酯橡胶等，用于制造密封件、衬板、衬里等。
3）纤维
| 天然纤维 | 棉花、麻、羊毛、蚕丝 |
| 人造纤维 | 利用自然界中的木料、芦苇、棉绒等原料经过制浆提取纤维素，再经过化学处理及机械加工而成的 |
| 合成纤维 | 利用石油、煤炭、天然气等原料生产制造的纤维制品。常用的合成纤维有聚酯纤维（涤纶）、聚酰胺纤维（锦纶）、聚丙烯腈纤维（腈纶）、 聚乙烯醇纤维
（维纶）、聚丙烯纤维（丙纶）和聚氯乙烯纤维（氯纶）等。 例如：涤纶常用于制作工业上的运输带、传动带、帆布、绳索等 |
题目训练：
- 涂料的主要功能是：保护被涂覆物体免受各种作用而发生表面的破坏；具有装饰效果，并能防火、防静电、防辐射。
例如：环氧树脂涂塑钢管适用于水、海水、温水、油、气体等介质的输送，聚氯乙烯涂塑钢管适用于水、 海水、油、气体等介质的输送。
- 油漆广泛用于设备管道工程中的防锈保护。例如：清漆、冷固环氧树脂漆、环氧呋喃树脂漆、酚醛树脂漆等。
3.非金属板材和管材的分类及应用 1）非金属板材的分类及应用（变动）
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（口诀：有无粉巨婴）有机玻璃钢板材、无机玻璃钢板材，
- 无机非金属管材。
一般有混凝土管、自应力混凝土管、预应力混凝土管、钢筋 混凝土管。混凝土管常用于排水管；自应力混凝土管和预应力混凝土管常用于输水管；钢筋混凝土管常用于排水管和井管。（混凝土）
- 有机和复合管材。常用的有聚乙烯管（PE 管）、交联聚乙烯管（PE-X 管）、 聚丙烯管（PP 管）、
硬聚氯乙烯管（PVC-U 管）、氯化聚氯乙烯管（PVC-C 管）、热塑性塑料管、有机玻璃管、铝塑复合管（PAP 管）等。（含塑料）
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1.导线的分类及应用导线是用来传送电能和信号的。按其性能、结构和特点可分为裸导线、绝缘导线等。
1）裸导线裸导线没有绝缘层，散热好，可输送较大电流。常用的有圆单线、裸绞线和型线等。
- 裸绞线。
裸绞线主要用于架空线路，具有良好的导电性能和足够的机械强度。
常用的有铝绞线和钢芯铝绞线。
钢芯铝绞线用于各种电压等级的长距离输电线路，抗拉强度大。
铝绞线一般用于短距离电力线路。
- 型线。型线有铜母线、铝母线、扁钢等。
矩形硬铜母线 （TMY 型）和硬铝母线（LMY 型）用于变配电系统中的汇流排装置和车间低压架空母线等。
扁钢用于接地线和接闪线。
2）绝缘导线绝缘导线按绝缘层材料来分有聚氯乙烯绝缘导线、橡胶绝缘导线等。在建筑工程中多采用聚氯乙烯绝缘铜导线。
例如： BV-0.5kV-1.5mm² ，表示塑料铜芯线，额定电压为 500V, 截面积为 1.5mm² 。
BVV-0.5kV-2×1.5mm²，表示塑料护套铜芯线，额定电压为 500V，2 芯，截面积为 1.5mm²。
2.电缆的分类及应用电缆按用途分有电力电缆、通信电缆、控制电缆和信号电缆等；（口诀：只好通电）按线芯材质分有铜芯和铝芯电缆；按绝缘材料分有纸绝缘电缆、橡胶绝缘电缆、塑料绝缘电缆等；电缆还分为阻燃电缆和耐火电缆。
电缆的结构主要有三个部分，即线芯、绝缘层和保护层，保护层又分为内保护层和外保护层。塑料绝缘电力电缆中，应用最广泛的是交联聚乙烯绝缘电力电缆。
例如：YJY-26/35-3×240，表示交联聚乙烯绝缘聚乙烯护套铜芯电力电缆，额定电压为 26/35kV，3 芯，截面积为 240mm²。
- 阻燃电缆阻燃电缆是指残焰或残灼在限定时间内能自行熄灭的电缆。
根据电缆阻燃材料的不同，阻燃电缆分为含卤阻燃电缆及无卤低烟阻燃电缆。无卤低烟阻燃电缆是指由不含卤素 (F 、Cl 、Br 、I 、At), 不含铅、镉、铬、汞等物质的胶料制成，燃烧时产生的烟尘较少，且不会发出有毒烟雾，燃烧时的腐蚀性较低，因此对环境产生危害很小。
阻燃电缆分为 A 、B 、C 三个类别，A 类最高。
无卤低烟的聚烯烃材料主要采用氢氧化物作为阻燃剂，氢氧化物又称为碱，其特性是容易吸收空气中的水分（潮解）。潮解的结果是绝缘层的体积电阻系数大幅下降，由原来的 17MΩ/km 可降至 0.1MΩ/km。（缺点）
- 耐火电缆耐火电缆是指在火焰燃烧情况下能够保持一定时间安全运行的电缆。
耐火电缆分 A、B 两种类别
- 类是在火焰温度 950～1000℃时，能持续供电时间 90min；
- 类是在火焰温度 750～800℃时，能持续供电时间 90min。
耐火电缆在建筑物燃烧时，伴随着水喷淋的情况下，电缆仍可保持线路完整运行。
当耐火电缆用于电缆密集的电缆隧道、电缆夹层中，或位于油管、油库附近等易燃场所时，应首先选用 A 类耐火电缆。除上述情况外且电缆配置数量少时，可采用 B 类耐火电缆。
耐火电缆大多用作应急电源的供电回路，要求火灾时正常工作。
耐火电缆不能当作耐高温电缆使用。
- 氧化镁电缆氧化镁电缆是由铜芯、铜护套、氧化镁绝缘材料加工而成的。
防火性能特佳，还具有耐高温（电缆允许长期工作温度达 250℃）、防爆、载流量大、机械强度高、寿命长，接地性能良好等优点。但价格贵、工艺复杂、不适合潮湿环境，施工难度大。（变）在油灌区、重要木结构公共建筑、高温场所等耐火要求高的场合，可采用氧化镁电缆。
- 分支电缆订购分支电缆时，应根据建筑电气设计图确定各配电柜位置，提供主电缆的型号、规格及总有效长度；各分支电缆的型号、规格及各段有效长度；各分支接头在主电缆上的位置 （尺寸）； 安装方式 （垂直沿墙敷设、水平架空敷设等 ）； 所需分支电缆吊头、横梁吊挂等附件型号、规格和数量。
电缆的结构形式主要有非铠装和铠装的、带 PVC 护套和不带 PVC 护套的，其芯线 则采用高强度、抗蠕变、高导电率的铝合金材料。
在满足相同导电性能的前提下，铝合金线缆的重量是同样载流量的铜缆的一半，合金铝导体比铜柔韧得多，弯曲性能好，安装时有更小的弯曲半径，更容易进行端子连接。非铠装铝合金电力电缆适用于室内、隧道、电缆沟等场所的敷设，不能承受机械外力；铠装铝合金电力电缆适用于隧道、电缆沟、竖井或埋地敷设，能承受较大的机械外力和拉力。
2）控制电缆控制电缆的绝缘层材质分别有聚氯乙烯、聚乙烯和橡胶等。其中以聚乙烯电性能最好，可应用于高频线路。
控制电缆一般用于电气控制系统和配电装置的二次系统。
二次电路的电流较小，因此芯线截面积通常在 10mm²以下，控制电缆的线芯多采用铜导体，其芯线组合有同心式和对绞式。
常用的控制电缆有 KVV、KVVP 等，主要用于交流 500V、直流 1000V 及
以下的控制、信号、保护及测量线路。
3.母线槽的分类及应用母线槽是由金属外壳（钢板或铝板）、导电排、绝缘材料及有关附件组成的。
| 高层建筑 | 紧密型 |
| 应急电源 | 耐火型母线槽 |
| 一般室内 | 防护等级为 IP40 的母线槽 |
| 消防喷淋区域 | 防护等级为 IP54 或 IP66 的母线槽 |
具有体积小、容量大、装拆方便、安全可靠、使用寿命长等优点，适用于高层建筑、标准厂房等场所。
| 母线槽的类型及应用 | 空气型母线槽 | 母线之间接头用铜片软接过渡，接头之间体积过大，因存在烟囱效应，空气型母线槽不能用于垂直安装 | |
| 紧密型母线槽 | 优点：具有体积小、结构紧凑、运行可靠、传输电流大、便于分接馈电、维护方便等优点。
缺点：母线的相间气隙小，母线通过大电流时，产生较大的电动力，使磁振荡频率形成叠加状态，可能产生较大的噪声。 防潮性能较差，受潮，造成相间绝缘电阻下降。 |
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| 高强度母线槽 | 高强度母线槽外壳做成瓦沟形式，使母线槽机械强度增加，解决了大跨度安装无法支撑吊装的问题。
优点：线间有一定的空隙，使导线的温升下降，提高了过载能力，减少了磁振荡噪声，相对紧密式母线槽，其防潮和散热功能有明显的提高。 缺点：但它产生的杂散电流及感抗要比紧密式母线槽大得多 |
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| 耐火型母线槽 | 耐火型母线槽外壳防火材料的耐高温应不低于 1100℃；隔热层绝缘材料的耐高温应不低于 300℃。
耐火时间有 60min、90min、120min、180min，满负荷运行可达 8h 以上。耐火型母线槽除应通过 CCC 认证外，还应有国家认可的检测机构出具的型式检验报告 |
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| 树脂浇注母线槽 | 树脂浇注母线槽采用环氧树脂全封闭浇注工艺，防护等级高达 IP68, 具有防水、阻燃、耐腐蚀等特性，适用于潮湿、多尘，高防火要求的工业与民用场景(如化工、地铁、数据中
心)。缺点是散热性较差、成本高。 |
2）母线槽应用
母线槽不能直接和有显著摇动和冲击振动的设备连接，应采用软接头加以连接。
4.绝缘材料的分类及应用
| 绝缘漆 | 按用途分为浸渍漆、漆包线漆，覆盖漆、硅钢片漆和防电晕漆等。浸渍漆主要用于浸渍电机、电器的线圈和绝缘零部件。提高绝缘结构的耐潮、导热、击穿强度和机械强度等性能。 |
| 绝缘胶 | 主要有灌注胶、浇注胶、包封胶等。 |
| 绝缘气体 | 空气、氮气、二氧化硫和六氟化硫 (SF₆) 等。在电气设备中除可作为绝缘材料外，还具有灭弧、冷却和保护等作用。
（口诀：空氮二六硫） SF₆ 是一种无色、无味、不燃不爆、无毒且化学性质稳定的气体。在均匀电场中，其击穿强度约为空气的 3 倍，在 0.3～0.4MPa 下，其击穿强度等于或优于变压器油。 广泛用于全封闭组合电器、断路器、气体绝缘变压器等的绝缘。 |
| 绝缘油 | 常用的有变压器油、断路器油、电容器油、电缆油（作用:冷却、绝缘） |
| 绝缘制品 | （1）云母制品；（2）层压制品 |
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