2H311010 机电工程常用材料
考情分析本节内容一般都在单选题和多选题中出现。考查重点为金属材料、非金属材料和电气材料的特性、分类及应用范围，如钢铁材料分类、有色金属的分类。本节内容在2009年至2012年均有2分选择题，2013年有1分，2014年与2015年仍为2分。
学习建议本节内容记忆部分较多，主要为各种材料的分类、特性和应用范围等。在记忆各种材料的相关知识点时，也要注意进行适当的理解，以便区别容易混淆的概念，比如广义黑色金属与有色金属、通用塑料与工程塑料等。
20311011 金属材料的类型及应用（*）
金属材料分为：黑色金属与有色金属。
黑色金属：包括铁和以铁为基的合金（铸铁、铁合金和钢），广义的黑色金属还包括锰、铬及合金。
有色金属：有色金属种类比较多，常见的有铝及铝合金、钛及钛合金、铜及铜合金、镁及镁合金、镍及镍合金等。
一、黑色金属材料
黑色金属材料又称钢铁材料，都是以铁和碳为主要元素组成的合金。
（一）生铁、铸铁、钢
最常见黑色金属材料有生铁、铸铁、钢等，如表2H311000-1所示。
表2H311000-1 常见黑色金属材料的分类与应用
知识拓展
（1）碳素结构钢：低碳钢（ωc≤0.25%）、中碳钢（0.25%＜ωc≤0.6%）和高碳钢（ωc＞ 0.60%）。碳素结构钢又称作普碳钢，常以热轧态供货。按照其屈服强度的下限值分级，牌号为Q195、Q215、Q235、Q255和Q275等。其中Q代表屈服强度，数字为屈服强度的下限值。应用：各种型钢、钢筋、钢丝、钢绞线、圆钢、高强螺栓及预应力锚具等。
（2）合金结构钢：分为低合金结构钢（最为常用）、中合金结构钢和高合金结构钢。根据其屈服强度划分为：Q345、Q390、Q420、Q460、Q500、Q550、Q620等。适用于锅炉汽包，起重机械、压力容器、压力管道、船舶、车辆、桥梁、重轨、轻轨等制造。
例如，某600MW超临界电站锅炉汽包使用Q460型钢制造；机电工程施工中使用的起重机就是Q345型钢制造的。
（3）特殊性能低合金高强度钢：又称特殊钢，主要包括：耐候钢、耐海水腐蚀钢、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。
（二）钢材
根据钢材的使用范围可划分为：型材,板材、管材、线材和钢制品，如表2H311000-2所示。
表2H311000-2 常见钢材的分类及应用
二、有色金属
有色金属及其合金具有许多特殊的机械、物理和化学性能，是钢铁材料不具备的，其分类如表2H311000-3所示。
表2H311000-3 常见有色金属材料的分类、特点及应用
续表
名师点拨
熟练掌握有色金属及其合金的特点和应用，这是可能的考点。
【例题1·多选题】（2014年真题）下列钢材中，属于化学成分和性能分类的有（）。
A.碳素结构钢
B.合金结构钢
C.冷轧钢
D.热轧钢
E.耐候钢
【解析】本题考查的是钢材两种分类法的知识点。钢按化学成分和性能分为：碳素结构钢、合金结构钢和特殊性能低合金高强度钢，选项C、D、E是按用途分类的，因此选项A、B是正确的。
【答案】AB
【例题2·单选题】生铁按（），分为炼钢生铁和铸造生铁。
A.用途
B.生产工艺
C.化学成分
D.内部结构
【解析】本题考查的是生铁的两种分类法的知识点。生铁按用途分为：炼钢生铁和铸造生铁，因此选项A是正确的。
【答案】A
20311012 非金属材料的类型及应用（*）
一、非金属材料的类型
（一）高分子材料
高分子材料是以高分子化合物为基材的一类非金属材料的总称，通常有三种分类方法，如表2H311000-4所示。
表2H311000-4 高分子材料的分类依据及具体类型
1.塑料
塑料是以树脂为主要成分，一般含有添加剂，在加工过程中能流动成型的材料按物理化学性能可分为热塑性塑料和热固性塑料；按用途可分为通用塑料和工程塑料。
2.橡胶
橡胶按来源可分为天然橡胶和合成橡胶，按性能和用途可分为通用橡胶和特种橡胶。
3.涂料
涂料是指涂敷于物体表面，能与基体材料很好粘结并形成完整而坚韧保护膜的物料。常见高分子材料的分类、特点及应用如表2H311000-5所示。
表2H311000-5 常见高分子材料的分类、特点及应用
续表
知识拓展
不同的材料有不同的用途。例如：聚氯乙烯用于各种水管；中高密度聚氯乙烯用于燃气管；耐热性高的氯化聚氯乙烯或聚1-丁烯用于热水管；泡沫塑料用于屋顶和外墙隔热保温材料，或冷库中的隔热材料。
（二）无机非金属材料
无机非金属材料是指除有机高分子材料和金属材料以外的所有材料的统称。无机非金属材料的分类如表2H311000-6所示。
表2H311000-6 无机非金属材料的分类
二、机电工程中常用的非金属材料使用范围
机电工程中常用的非金属材料包括砌筑材料、绝热材料、防腐材料及制品等，其使用范围如表2H311000-7所示。
表2H311000-7 常用非金属材料的使用范围
续表
名师点拨
本小节需要记忆的内容很多，规律性也不强，需要花一些时间来背诵。下面介绍一个背诵口诀，可以起到一定的帮助作用。口诀为：砌筑材料土石多，绝热材料棉玻多，防腐塑管和非金，各有五个小分类。防腐陶漆塑橡玻，塑管三聚A涂塑，非金二聚加酚醛，此外还有两玻璃。口诀要在理解中进行记忆，如“塑管三聚A涂塑”是指塑料及复合材料水管包含三个带“聚”字的材料，以及A打头的ABS材料和涂塑钢管；“非金二聚加酚醛，此外还有两玻璃”这两句也类似。
【例题3·单选题】（2013年真题）同时具备耐腐蚀、耐温及耐冲击的塑料水管是（）。
A.聚乙烯管
B.聚丙烯管
C.ABS管
D.聚氯乙烯管
【解析】本题考查的是常用非金属材料使用范围的知识点。根据教材讲解，ABS工程塑料管的特点为：耐腐蚀、耐温及耐冲击性能均优于聚氯乙烯管，它由热塑性丙烯腈丁二烯一苯乙烯三元共聚体粘料经注射、挤压成型加工制成，使用温度为-20℃～700℃，压力等级分为B、C、D三级。因此正确答案是选项C。
【答案】C
【例题4·单选题】（2011年真题）机电工程常用的绝热材料是（）。
A.涂料
B.聚氨酯复合板
C.岩棉
D.石棉水泥板
【解析】本题考查的是绝热材料的知识点。在机电安装工程中，常用的绝热材料种类很多，通常有膨胀珍珠岩类、离心玻璃棉类、超细玻璃棉类、微孔硅酸壳、矿棉类、岩棉类、泡沫塑料类等，因此正确答案是选项C。
【答案】C
【易错警示】选项D石棉水泥板是干扰项，石棉水泥板确实有隔热作用，但它属于砌筑材料而不是绝热材料，不要混淆。
名师点拨
非金属材料的适用范围这一小节，可能性高的考点有：防腐蚀材料及制品，非金属风管应用条件，塑料及复合材料水管用条件。
20311013 电气材料的类型及应用（*）
一、电线电缆
（一）仪表电缆
仪表电缆分仪表用电缆、阻燃型仪表电缆和仪表用控制电缆三类，其特点与应用如表2H311000-8所示。
表2H311000-8 仪表电缆的特点与应用
名师点拨
在仪表电缆中，以字母ZR开头的表示阻燃型仪表电缆，以字母KJ开头的表示仪表用控制电缆。
（二）电气装备电线、电缆
电气装备电线、电缆分为裸导线、绝缘导线三类。和电力电缆
1.裸导线
裸导线，也就是导线表面没有绝缘材料的金属导线，按结构可分为圆单线、裸绞线和型线等，其型号、特点与应用如表2H311000-9所示。
表2H311000-9 裸导线的特点与应用
2.绝缘导线
绝缘导线是在裸导线表面裹以不同种类的绝缘材料构成的。依据用途和导线的结构，可分为固定敷设绝缘线、绝缘软电线、安装电线、户外用绝缘电线、农用绝缘塑料护套线等，其型号与应用如表2H311000-10所示。
表2H311000-10 绝缘导线的特点与应用
知识拓展
绝缘软电线主要用在需要柔性连接，且可动的部位。例如，一般家庭和办公室照明通常采用BV型或BX型聚氯乙烯绝缘铜芯线作为电源连接线；而机电安装工程现场中电焊机至焊钳的连线多采用RV型聚氯乙烯绝缘平行铜芯软线，因为电焊位置不固定，多移动。
3.电力电缆
电力电缆安绝缘材料的类型可分为油浸纸绝缘、塑料绝缘、橡胶绝缘及气体绝缘等，其类型、特点与应用如表2H311000-11所示。
表2H311000-11 电力电缆的类型、特点与应用
知识拓展
一般家庭和办公室照明通常采用BV型或BX型聚氯乙烯绝缘铜芯线作为电源连接线；机电安装工程现场中电焊机至焊钳的连线多采用RV型聚氯乙烯绝缘平行铜芯软线，因为电焊位置不固定，经常移动。
低烟无卤A级阻燃耐火辐照交联电力电缆WD-ZANYJFE型，其最高允许工作温度可达125℃，适用在高层建筑的电缆竖井、吊顶内敷设。
某海底电缆使用的是VV59型铜芯聚氯乙烯绝缘聚氯乙烯护套内粗钢丝铠装电缆，因为它可以承受较大的拉力，并有防腐能力，且适用于敷设在水中；某隧道中敷设的跨江电力电缆却采用的是YJV型铜芯交联聚乙烯绝缘聚氯乙烯护套电缆，因为在隧道里电缆不会受到机械外力作用，也不要求承受大的拉力。根据不同环境选择不同的电缆是一个容易考到的考点。
（三）控制电线电缆
控制电缆常固定敷设于电气控制系统和配电装置内。一般控制电路中负荷间断电流不大，所以芯线截面较小，在10mm2以下，线芯常用铜导体。
按控制电缆的绝缘层材质进行分类，可分为聚乙烯、聚氯乙烯和橡胶，其中以聚乙烯电性能为最好，也可应用于高频线路。控制电缆的绝缘芯主要采用同心式绞合。也有部分控制电缆采用对绞式。控制电缆线芯长期允许的工作温度为65℃。
控制电缆的类型、型号及应用如表2H311000-12所示。
表2H311000-12 电气装备电线、电缆的型号与应用
【例题5·多选题】（2015年真题）下列关于控制电缆的说法，正确的是（）。
A.芯线截面一般在10mm2以下
B.线芯材质多采用钢导体
C.芯线的绞合主要采用对绞式
D.允许的工作温度为95℃
E.绝缘层材质可采用聚乙烯
【解析】本题考查的是控制电线电缆相关知识。控制电线电缆的芯线的绞合主要采用同心式绞合，所以选项C错；允许的工作温度65℃，所以选项D错。
【答案】ABE
二、绝缘材料
在机电工程中，常用的绝缘材料种类较多，可以按物理形态和化学性质的不同进行分类，其分类如表2H311000-13、表2H311000-14所示。
表2H311000-13 按物理形态划分的常用的绝缘材料种类
表2H311000-14 按化学性质划分的常用的绝缘材料种类
知识拓展
绝缘漆按用途可分为浸渍漆、漆包线漆、覆盖漆、硅钢片漆和防电晕漆等几种。浸渍漆主要用于浸渍电机、电器的线圈和绝缘零部件，以填允其间隙和微孔，其固化后能在浸渍物体表面形成连续平整的漆膜，并使线圈粘结成一个结实的整体，以提高绝缘结构的耐潮、导热、击穿强度和机械强度等性能。
云母制品是由云母或粉云母、胶粘剂和补强材料组成。根据不同的材料组成可制成不同特性的云母绝缘材料。在云母制品中，如醇酸玻璃云母带，耐热性较高，但防潮性较差。可作直流电机电枢线圈和低压电机线圈的绕包绝缘。
【例题6·单选题】（2012年真题）既能承受机械外力作用，又能承受相当大拉力的电缆是（）。
A.VLV
B.VV22
C.VV32
D.YJV
【解析】本题考查的是电力电缆分类的知识点。聚氯乙烯电缆：如VLV、VV等，不能受机械外力作用，适用于室内、隧道内及管道内敷设；VLV22、VV22等，能承受机械外力作用，但不能承受大的拉力，可敷设在地下；VLV32、VV32等，能承受机械外力作用，且可承受相当大的拉力，可敷设在竖井内、高层建筑的电缆竖井内，且适用于潮湿场所。聚乙烯电缆：如YLV、YV等。交联聚乙烯电缆：如YJLV、YJV等，敷设在室内、隧道内及管道内，电缆不能承受机械外力作用。因此正确答案是选项C。
【答案】C
名师点拨
很多考生对于电线电缆繁多的型号与应用范围感到难以记忆，束手无策。下面就把各种型号线缆的应用范围列成一个简单的表，方便大家快速浏览，反复记忆。
（1）BLX、BLV铝芯电线用于架空线尤其是长途输电线路。
（2）BX、BV铜芯电线用于机电安装工程。
（3）RV铜芯软线主要用于柔性连接的可动部位。
（4）BVV电线用于电气设备内部配线。
（5）VLV、VV电力电缆用于室内、隧道及管道内敷设，不能承受机械外力。
（6）VLV22、VV22电缆用于敷设在地下，能承受机械外力，但不能承受大的拉力。
（7）VLV32、VV32电缆用于竖井、高层建筑的竖井内或潮湿场所，能承受机械外力和拉力。
（8）YFLV、YJV电力电缆用于高压电力电缆。
（9）KVV控制电缆用于室内各种敷设方式的控制电路中。