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第01讲 机电工程常用材料（一）

第1篇 机电工程技术

第1章 机电工程常用材料与设备

1.1 机电工程常用材料

1.2 机电工程常用设备

机电工程管理与实务

2023年 2022年 2021年 2020年 2019年

单

选

多

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案

例

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例

第1

章

机电工程常用材料与

设备 　 4 　 　 4 0 　 4 　 2 0 0 2 0 0

1.1 机电工程常用材料 　 2 　 　 2 　 　 2 　 1 　 　 1 　 　

1.2 机电工程常用工程设

备 　 2 　 　 2 　 　 2 　 1 　 　 1 　 　

1.1 机电工程常用材料

1.1.1 金属材料的分类及应用

1.1.2 非金属材料的分类及应用

1.1.3 电气材料的分类及应用

1.1.1 金属材料的分类及应用

1、黑色金属材料的分类

（1）黑色金属（钢铁材料）包括：纯铁、铸铁、碳素钢（非合金钢）和合金钢。广义的黑色金属还

包括铬、锰及其合金。

（3）工业用钢按化学成分可分为碳素钢和合金钢两大类。

2、黑色金属材料的应用

1）碳素钢（非合金钢）

一级建造师-机电工程

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第01讲 机电工程常用材料（一）

第1篇 机电工程技术

第1章 机电工程常用材料与设备

1.1 机电工程常用材料

1.2 机电工程常用设备

机电工程管理与实务

2023年 2022年 2021年 2020年 2019年

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例

第1

章

机电工程常用材料与

设备 　 4 　 　 4 0 　 4 　 2 0 0 2 0 0

1.1 机电工程常用材料 　 2 　 　 2 　 　 2 　 1 　 　 1 　 　

1.2 机电工程常用工程设

备 　 2 　 　 2 　 　 2 　 1 　 　 1 　 　

1.1 机电工程常用材料

1.1.1 金属材料的分类及应用

1.1.2 非金属材料的分类及应用

1.1.3 电气材料的分类及应用

1.1.1 金属材料的分类及应用

1、黑色金属材料的分类

（1）黑色金属（钢铁材料）包括：纯铁、铸铁、碳素钢（非合金钢）和合金钢。广义的黑色金属还

包括铬、锰及其合金。

（3）工业用钢按化学成分可分为碳素钢和合金钢两大类。

2、黑色金属材料的应用

1）碳素钢（非合金钢）

一级建造师-机电工程

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碳素钢 用途/特点

碳素结构钢 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。

优质碳素钢 和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。

碳素工具钢 用于制作刃具、模具和量具的碳素钢。

易切削结构钢 用于制造螺栓、螺母、销钉、轴承 、管接头等。

工程用铸造碳钢 用于各种铸钢件。

2）低合金钢

低合金钢 用途/特点

低合金高强度结构钢

韧性高于碳素结构钢，同时具有良好的焊接性能、冷热压力加工性能和耐腐

蚀性，部分钢种还具有较低的脆性转变温度。低合金钢多轧制成板材、型

材、无缝钢管等。

低合金耐热钢 在此类钢中都含有一种或几种合金元素，但含量不高，一般钢中所含合金元

素的总量不超过5%，含碳量不超过0.20%。

3）合金钢

（1）工程结构用合金钢

（2）机械结构用合金钢

（3）轴承钢

（4）合金工具钢与高速钢

（5）不锈耐酸钢与耐热钢

（6）特殊物理性能钢

（7）铸造合金钢

4）铸铁

分类方式 铸铁类

根据碳在铸铁中存在形式的不同 白口铸铁、灰口铸铁和麻口铸铁。

根据铸铁中石墨形态不同 可分为普通灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁。

根据铸铁中金属元素的不同 普通铸铁和合金铸铁。

常用的合金铸铁分为：耐磨铸铁、耐热铸铁、耐蚀铸铁等。

例：下列铸铁中，不属于根据铸铁中石墨形态不同分类方式的是（　　）。

A．灰口铸铁

B．可锻铸铁

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碳素钢 用途/特点

碳素结构钢 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。

优质碳素钢 和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。

碳素工具钢 用于制作刃具、模具和量具的碳素钢。

易切削结构钢 用于制造螺栓、螺母、销钉、轴承 、管接头等。

工程用铸造碳钢 用于各种铸钢件。

2）低合金钢

低合金钢 用途/特点

低合金高强度结构钢

韧性高于碳素结构钢，同时具有良好的焊接性能、冷热压力加工性能和耐腐

蚀性，部分钢种还具有较低的脆性转变温度。低合金钢多轧制成板材、型

材、无缝钢管等。

低合金耐热钢 在此类钢中都含有一种或几种合金元素，但含量不高，一般钢中所含合金元

素的总量不超过5%，含碳量不超过0.20%。

3）合金钢

（1）工程结构用合金钢

（2）机械结构用合金钢

（3）轴承钢

（4）合金工具钢与高速钢

（5）不锈耐酸钢与耐热钢

（6）特殊物理性能钢

（7）铸造合金钢

4）铸铁

分类方式 铸铁类

根据碳在铸铁中存在形式的不同 白口铸铁、灰口铸铁和麻口铸铁。

根据铸铁中石墨形态不同 可分为普通灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁。

根据铸铁中金属元素的不同 普通铸铁和合金铸铁。

常用的合金铸铁分为：耐磨铸铁、耐热铸铁、耐蚀铸铁等。

例：下列铸铁中，不属于根据铸铁中石墨形态不同分类方式的是（　　）。

A．灰口铸铁

B．可锻铸铁

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C．球墨铸铁

D．蠕墨铸铁

【答案】A

【解析】灰口铸铁属于根据碳在铸铁中存在形式的不同

3、有色金属及合金材料的分类

（1）狭义的有色金属又称为非铁金属，是铁、锰、铬以外的所有金属的统称。广义的有色金属还包

括有色合金。

（3）有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，电阻比纯金属大、电阻温度系数小，具有良好的综合

机械性能。

（4）常用的有色合金有铝合金、铜合金、镁合金、镍合金、锡合金、钽合金、钛合金、锌合金、钼

合金、锆合金等。

（5）有色金属可分为重金属、轻金属、贵金属及稀有金属。

轻金属 如铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡等。

重金属 如铜、镍、钴、铅、锌、锡、锑、铋、镉、汞等。

贵金属 如金、银及铂族金属。

稀有金属

稀有轻金属 如锂、铷、铯等；

稀有难熔金属 如钛、锆、钼、钨等；

稀有分散金属 如镓、铟、锗等

稀土金属 如钪、钇、镧系金属

放射性金属 如镭、钫、钋及阿系元素中的铀、钍等

4、有色金属及合金材料的应用

1）铝合金

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C．球墨铸铁

D．蠕墨铸铁

【答案】A

【解析】灰口铸铁属于根据碳在铸铁中存在形式的不同

3、有色金属及合金材料的分类

（1）狭义的有色金属又称为非铁金属，是铁、锰、铬以外的所有金属的统称。广义的有色金属还包

括有色合金。

（3）有色合金的强度和硬度一般比纯金属高，电阻比纯金属大、电阻温度系数小，具有良好的综合

机械性能。

（4）常用的有色合金有铝合金、铜合金、镁合金、镍合金、锡合金、钽合金、钛合金、锌合金、钼

合金、锆合金等。

（5）有色金属可分为重金属、轻金属、贵金属及稀有金属。

轻金属 如铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡等。

重金属 如铜、镍、钴、铅、锌、锡、锑、铋、镉、汞等。

贵金属 如金、银及铂族金属。

稀有金属

稀有轻金属 如锂、铷、铯等；

稀有难熔金属 如钛、锆、钼、钨等；

稀有分散金属 如镓、铟、锗等

稀土金属 如钪、钇、镧系金属

放射性金属 如镭、钫、钋及阿系元素中的铀、钍等

4、有色金属及合金材料的应用

1）铝合金

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（2）铝合金的特性：铝合金除具有铝的一般特性外，又具有一些合金的具体特性。铝合金的密度为

2.632.85g/cm3, 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，可作结构材料使用，在航天、航空、交通运

输、建筑、机电中有着广泛的应用。

（3）铝合金的分类：铝合金按其成分和加工方法又分为变形铝合金和铸造铝合金。

2）铜合金

（1）铜合金的分类

分类方式 铜合金

按合金成分划分 非合金铜（又称紫铜或纯铜、红铜） 高纯铜、韧铜、脱氧铜、无氧铜等

合金铜 其他铜合金

分类方式 铜合金

按功能特性划分

导电导热用铜合金

结构用铜合金 几乎包括所有铜合金

耐蚀铜合金 锡黄铜、铝黄铜、各种白铜、铝青铜、钛青铜等

耐磨铜合金 含铅、锡、铝、锰等元素的复杂黄铜、铝青铜等

易切削铜合金 铜-铅、铜-碲、铜-锑等合金

弹性铜合金 锑青铜、铝青铜、铍青铜、钛青铜等

阻尼铜合金 高锰铜合金

艺术铜合金 纯铜、简单黄铜、锡青铜、铝青铜、白铜等

③按材料形成方法

按材料形成方法划分，可分为铸造铜合金和变形铜合金。

例：下列不属于合金铜的是（　　）。

A．黄铜

B．紫铜

C．青铜

D．白铜

E．红铜

【答案】BE

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（2）铝合金的特性：铝合金除具有铝的一般特性外，又具有一些合金的具体特性。铝合金的密度为

2.632.85g/cm3, 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，可作结构材料使用，在航天、航空、交通运

输、建筑、机电中有着广泛的应用。

（3）铝合金的分类：铝合金按其成分和加工方法又分为变形铝合金和铸造铝合金。

2）铜合金

（1）铜合金的分类

分类方式 铜合金

按合金成分划分 非合金铜（又称紫铜或纯铜、红铜） 高纯铜、韧铜、脱氧铜、无氧铜等

合金铜 其他铜合金

分类方式 铜合金

按功能特性划分

导电导热用铜合金

结构用铜合金 几乎包括所有铜合金

耐蚀铜合金 锡黄铜、铝黄铜、各种白铜、铝青铜、钛青铜等

耐磨铜合金 含铅、锡、铝、锰等元素的复杂黄铜、铝青铜等

易切削铜合金 铜-铅、铜-碲、铜-锑等合金

弹性铜合金 锑青铜、铝青铜、铍青铜、钛青铜等

阻尼铜合金 高锰铜合金

艺术铜合金 纯铜、简单黄铜、锡青铜、铝青铜、白铜等

③按材料形成方法

按材料形成方法划分，可分为铸造铜合金和变形铜合金。

例：下列不属于合金铜的是（　　）。

A．黄铜

B．紫铜

C．青铜

D．白铜

E．红铜

【答案】BE

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【解析】紫铜，红铜-非合金铜

（2）黄铜

①黄铜是由铜和锌所组成的合金。

特殊黄铜又叫特种黄铜，它强度高、硬度大、耐化学腐蚀性强。还有切削加工的机械性能也较突

出。

②黄铜有较强的耐磨性能。由黄铜所拉成的无缝铜管，质软、耐磨性能强。黄铜无缝管可用于热交

换器和冷凝器、低温管路、海底运输管。制造板料、条材、棒材、管材，铸造 零件等。

（3）青铜

①青铜是以锡为主要添加元素的铜合金。

锡青铜 铸造性能、减摩性能、机械性能好，适合于制造轴承、蜗轮、齿轮等

铅青铜 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，用于铸造高载荷的齿轮、轴套、船用螺旋桨等

铍青铜 弹性极限高，导电性好，适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。

（4）白铜

白铜是以镍为主要添加元素的铜合金。

结构白铜 机械性能和耐蚀性好，色泽美观。广泛用于制造精密机械、眼镜配件、 化工机械和船舶

构件。

电工白铜 有良好的热电性能。

3）锌

（1）锌的特性

金属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。主要以镀锌、锌基合金、氧化锌的形式广泛应用于汽车、建筑、家用电器、船舶、

轻工、机械、电池等行业。

5、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

（1）金属基复合材料的分类

分类形式 分类

按用途 结构复合材料与功能复合材料

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、金属丝等

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【解析】紫铜，红铜-非合金铜

（2）黄铜

①黄铜是由铜和锌所组成的合金。

特殊黄铜又叫特种黄铜，它强度高、硬度大、耐化学腐蚀性强。还有切削加工的机械性能也较突

出。

②黄铜有较强的耐磨性能。由黄铜所拉成的无缝铜管，质软、耐磨性能强。黄铜无缝管可用于热交

换器和冷凝器、低温管路、海底运输管。制造板料、条材、棒材、管材，铸造 零件等。

（3）青铜

①青铜是以锡为主要添加元素的铜合金。

锡青铜 铸造性能、减摩性能、机械性能好，适合于制造轴承、蜗轮、齿轮等

铅青铜 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，用于铸造高载荷的齿轮、轴套、船用螺旋桨等

铍青铜 弹性极限高，导电性好，适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。

（4）白铜

白铜是以镍为主要添加元素的铜合金。

结构白铜 机械性能和耐蚀性好，色泽美观。广泛用于制造精密机械、眼镜配件、 化工机械和船舶

构件。

电工白铜 有良好的热电性能。

3）锌

（1）锌的特性

金属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。主要以镀锌、锌基合金、氧化锌的形式广泛应用于汽车、建筑、家用电器、船舶、

轻工、机械、电池等行业。

5、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

（1）金属基复合材料的分类

分类形式 分类

按用途 结构复合材料与功能复合材料

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、金属丝等

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（2）金属基复合材料的应用

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。

用于制造各种航天、航空、汽车、电子等高性能结构件。

2）金属层状复合材料的分类及应用

（1）金属层状复合材料的分类

包括钛钢、铝钢、铜钢、钛不锈钢、镍不锈钢、不锈钢碳钢等复合材料。

（2）金属层状复合材料的应用

可根据需要，制造不同材质的复合材料，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。

用于石油化工、航天、食品 、医药、造船、电力、机械等行业，如压力容器、储罐、航天、航空零

部件等。

例：下列管材中，属于金属层状复合材料的是（　　）。

A．镍基合金钢管

B．衬不锈钢复合钢管

C．钢塑复合钢管

D．衬聚四氟乙烯钢管

【答案】B

【解析】包括钛钢、铝钢、铜钢、钛不锈钢、镍不锈钢、不锈钢碳钢等复合材料。

例：金属基复合材料的主要性能特点包括：

A．耐热性

B．耐腐蚀性

C．高比强度

D．高比模量

E．高阻尼性

【答案】ACD

【解析】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。

3）金属与非金属复合材料的特点及应用

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