知识点：黑色金属材料的类型及应用

    【考频指数】★★★★

    【考点精讲】

    一、碳素结构钢

    1.钢号：按屈服强度的下限值分类为Q195、Q215、Q235和Q275，A、B、C、D表示钢材质量等级，A级钢中硫、磷含量最高。

    2.Q235含碳量适中，具有良好的塑性、韧性、焊接性能、冷加工件能，大量生产钢板、型钢、钢筋，用以建造高压输电铁塔、桥梁、厂房屋架等，其中C、D级钢含硫、磷最低，相当于优质碳素钢，适用于制造对可焊性及韧性要求较高的工程结构机械零部件，如机座、支架、受力不大的拉杆、连杆、轴等。

    二、低合金结构钢

    1.钢号：Q345、Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620和Q690.

    2.特性：具有高强度、高韧性、良好的冷成形和焊接性能、低的冷脆转变温度和良好的耐蚀性等综合力学性能。

    3.应用于锅炉汽包、压力容器、压力管道、桥梁、重轨和轻轨等制造；国家体育场鸟巢（Q460）；某600MW超超临界电站锅炉汽包采用Q460.

    三、铸钢和铸铁

    1.铸钢应用于轧钢机机架、吊车所用的齿轮。

    2.铸铁应用于普通罩壳和阀壳（灰铸铁）；液压泵壳体（孕育铸铁）、凸轮轴（球墨铸铁）。

    四、特殊性能低合金高强度钢

    1.种类：耐候钢、耐热钢、耐海水腐蚀钢、耐磨钢、表面处理钢材、汽车冲压钢板、石油及天然气管线钢、工程机械用钢与可焊接高强度钢、钢筋钢、低温用钢以及钢轨钢等。

    2.应用于桥梁、建筑、塔架（耐候钢）；加热炉、锅炉、燃气轮机（耐热钢）；车辆履带、挖掘机铲斗（耐磨钢）。

    五、钢材的类型及应用

    1.型钢

    （1）电站锅炉钢架的立柱——宽翼缘H型钢（HK300b）；

    （2）炉墙刚性梁——工字钢。

    2.板材

    （1）按其材质有普通碳素钢板、低合金结构钢板、不锈钢板、镀锌薄钢板等。

    （2）电站锅炉中的汽包：中、低压锅炉的汽包材料——专用的锅炉碳素钢；高压锅炉的汽包材料——低合金钢制造；

    3.管材

    （1）在机电工程中常用的有普通无缝钢管、螺旋缝钢管、焊接钢管、无缝不锈钢管、高压无缝钢管等。

    （2）锅炉水冷壁和省煤器——优质碳素钢管或低合金钢管；

    过热器和再热器——15CrMo或12Cr1MoV等钢材。

    4.钢制品

    在机电工程中，常用的钢制品主要有焊材、管件、阀门等。

    【速记点评】该知识点为掌握性内容，主要区分碳素结构钢，低合金结构钢，铸铁，特殊性能低合金高强度钢的特性及用途，是常见的选择题考点。

    【经典例题】

    1.电站锅炉炉墙上型钢制作的刚性梁通常采用（）制成。

    A.工字钢

    B.T型钢

    C.角钢

    D.槽钢

    【答案】A

    【解析】本题考查的是黑色金属材料的类型及应用。为确保炉膛内压力波动时炉墙有一定的强度，在炉墙上设有足够强度的刚性梁。一般每隔3m左右装设一层，其大部分采用强度足够的工字钢制成。

    2.低合金结构钢主要适用于（）等制造。

    A.锅炉汽包

    B.压力容器

    C.起重机轨道D.压力管道E.高强螺栓【答案】ABCD【解析】本题考查的是黑色金属材料的类型及应用。低合金结构钢是在普通钢中加入微量合金元素，而具有较好的综合力学性能。主要适用于锅炉汽包、压力容器、压力管道、桥梁、重轨和轻轨等制造。

    3.背景资料：某项目的厂房钢结构选用了低合金结构钢，在采购时，钢厂只提供了高强度、高韧性的综合力学性能。

    【问题】钢厂提供的低合金结构钢还应有哪些综合力学性能？

    【参考答案】低合金结构钢还应有良好的冷却成形和焊接性能、低的冷脆转变温度和良好的耐蚀性等综合力学性能。