第一章 机电工程常用材料及工程设备（2H311000）
本章内容偏重于记忆。命题点在金属、非金属和电气材料的类型与应用，以及通用、电气与专用工程设备的分类和性能上。分析历年的考试题可知，题型均为选择题，分值在3分左右。
本章考点概览
第一节 机电工程常用材料（2H311010）
考情分析本节内容一般都在单项选择题和多项选择题中出现。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。
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。
一、金属材料的类型及应用（2H311011）★
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（如铸铁、铁合金和钢）。广义的黑色金属还包括锰铬及合金。
有色金属包括：有色金属种类比较多，常见的有铝及铝合金、铜及铜合金、钛及钛合金、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。
1.生铁、铸铁、钢
最常见黑色金属材料有生铁、铸铁、钢等，如表1-1所示。
表1-1 常见黑色金属材料的分类与应用
知识拓展
（1）碳素结构钢。分为低碳钢（wc≤0.25%）、中碳钢（0.25%＜wc≤0.6%）和高碳钢（wc＞0.60%）。碳素结构钢又称普碳钢，常以热轧态供货。常以其屈服强度的下限值分级，牌号为Q195、Q215、Q235、Q255和Q275等。字母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、车辆、船舶、桥梁、轻轨、重轨等制造。
例如，某600MW超临界电站锅炉汽包使用Q460型钢制造；机电工程施工中用的起重机就是由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、表面处理钢材、耐海水腐蚀钢、汽车冲压钢板、工程机械用钢与可焊接高强度钢、石油及天然气管线钢、钢筋钢、低温用钢以及钢轨钢等。
2.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1-2所示。
表1-2 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1-3所示。
表1-3 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，这可能是考点。
【例题1·多项选择题】（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·单项选择题】生铁按（），分为炼钢生铁和铸造生铁。
A.用途
B.生产工艺
D.内部结构
C.化学成分
【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
二、非金属材料的类型及应用（2H311012）★
（一）非金属材料的类型
1.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1-4所示。
表1-4 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，通常含有添加剂，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和热固性两类塑料；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形成完整而坚韧保护膜的物料，它能与基体材料很好粘结。常见高分子材料的分类、特点及应用如表1-5所示。
表1-5 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。
2.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1-6所示。
表1-6 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1-7所示。
表1-7 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；与此表达相同含意的还有“非金二聚加酚醛，此外还有两玻璃”。
【例题3·单项选择题】（2013年真题）同时具备耐腐蚀、耐高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、耐高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℃～70℃，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·多项选择题】（2016年真题）硬质聚氯乙烯主要用于制作（）的材料。
A.化工耐蚀结构
B.密封件
C.管道
D.电绝缘
E.电缆套管
【解析】本题考查的是非金属材料的类型及应用的知识点。聚氯乙烯（PVC）的强度、刚度比聚乙烯好。根据增塑剂用量不同，聚氯乙烯可制成硬质和软质的制品。硬质聚氯乙烯常用于制作化工耐蚀的结构材料及管道、电绝缘材料等。软质聚氯乙烯主要用于电线电缆的套管、密封件等。
【答案】ACD
【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应用条件。
三、电气材料的类型及应用（2H311013）★
（一）电线电缆
1.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1-8所示。
表1-8 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。
2.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1-9所示。
表1-9 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1-10所示。
表1-10 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
电力电缆按绝缘材料的类型，可分为油浸纸绝缘、塑料绝缘、橡胶绝缘及气体绝缘电缆等，其类型、特点与应用如表1-11所示。
表1-11 电力电缆的类型、特点与应用
知识拓展
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。
3.控制电线电缆
控制电线电缆常固定敷设于电气控制系统和配电装置内。一般情况下控制电路中负荷间断电流不大，所以芯线截面较小，线芯常用10mm2以下的铜导体。
按控制电线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。其中聚乙烯电性能为最好，可应用于高频线路。控制电线电缆的绝缘芯主要采用同心式绞合，但也有部分控制电线电缆采用对绞式。控制电线电缆线芯允许长期的工作温度为65℃。
控制电线电缆的类型、型号及应用如表1-12所示。
表1-12 电气装备电线电缆的类型型号及应用
【例题5·多项选择题】（2015年真题）下列关于控制电线电缆的说法，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的知识点。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错误；允许的工作温度为65℃，所以选项D错误。
【答案】ABE
（二）绝缘材料
在机电工程中，经常使用的绝缘材料种类较多，可以按物理形态和化学性质进行分类，其分类如表1-13、表1-14所示。
表1-13 按物理形态划分的常用的绝缘材料种类
表1-14 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·单项选择题】（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简单列出，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。
第二节 机电工程常用工程设备（2H311020）
考情分析本节内容一般都在单项选择题和多项选择题中出现。考查重点为通用工程设备、电气工程设备与专用工程设备的分类和性能，如压缩机分类、低压电器及成套装置的分类。
学习建议本节内容记忆部分较多，理解性知识点很少，在学习时，要反复背诵，加深记忆，减少混淆。
一、通用工程设备的分类和性能（2H311021）★
机电工程的通用工程设备，一般是指切削设备、锻压设备、铸造设备、输送设备、风机设备、泵设备、压缩机设备等，设备的性能一般以其参数表示。
机电工程通用工程设备的分类、性能等如表1-15所示。
表1-15 机电工程通用工程设备的分类与性能/参数
续表
续表
【例题7·多项选择题】（2015年真题）按压缩气体的方式分类，属于速度型的压缩机有（）。
A.轴流式
B.螺杆式
C.转子式
D.离心式
E.混流式
【解析】本题考查的是压缩机分类的知识点。速度型的压缩机分为轴流式压缩机、离心式压缩机和混流式压缩机。
【答案】ADE
二、电气工程设备的分类和性能（2H311022）★
机电工程常用的电气工程设备主要的性能是从电网受电、变压，向负载供电，将电能转换为机械能。电气工程设备分类与性能见表1-16。
表1-16 电气工程设备的分类与性能/参数
续表
知识拓展
（1）变压器是输送交流电时所使用的一种变换电压和变换电流的设备。
（2）高压电器是指交流电压1000V、直流电压1500V以上的电器。高压成套装置是指由一个或多个高压开关设备和相关的控制、测量、信号、保护等设备通过内部的电气、机械连接和外部的结构部件组合形成的一种组合体。
（3）低压电器是指在交流电压1000V、直流电压1500V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。低压成套装置是指由一个或多个低压开关设备和相关的控制、测量、信号、保护等设备通过内部的电气、机械连接和外部的结构部件组合形成的一种组合体。
【例题8·多项选择题】（2016年真题）变压器的主要技术参数有（）。
A.连接组别
B.容量
C.绝缘方式
D.功率
E.阻抗
【解析】本题考查的是变压器的分类和性能的知识点。变压器的主要参数包括容量、额定原副边电压、额定原副边电流、阻抗、连接组别、绝缘等级和冷却方式等。
【答案】ABE
三、专用工程设备的分类和性能（2H311023）★
（一）专用设备的分类
专用设备是指专门针对某一种或一类对象或产品，实现一项或几项功能的设备，其分类如表1-17所示。
表1-17 专业工程设备的详细分类
（二）专用设备的性能
专用设备的性能针对性强，是专门针对某一种或一类对象或产品实现一项或几项功能的设备。它往往只完成某一种或有限的几种零件或产品的特定工序或几个工序的加工或生产，效率特别高，适合于单品种大批量加工或连续生产。
【例题9·单项选择题】专用设备的突出性能是（）。
A.能耗低
B.针对性强
C.污染小
D.噪声低
【解析】本题考查的是专用设备的性能的知识点。对于熟记的考生来说，能够马上选出正确答案B。对于记忆模糊的考生来说，可以使用逻辑推理来排除不可能的选项。专用设备顾名思义是专用于某种目的的设备，针对性强、效率高才应该是它的特点，因此选项B是正确的。
【答案】B
名师点拨
在2014年的考试大纲中，“低压电器及成套装置”是指在交流电压1200V、直流电压1500V及以下的电器产品，而在2015年的考试大纲中，此处已经修正，“低压电器及成套装置”改为在交流电压1000V、直流1500V及以下的电器产品。注意：交流电压由1200V修改为1000V，直流电压不变。这个变化容易成为本年度的热门考点。
另外，在2014年的考试大纲中，30层的高层建筑其消防水泵扬程应达到100m以上，而这一点在2015年的考试大纲中进行了修改，扬程应达到130m以上。这个改动同样可能成为本年度的热门考点。
过关测试
一、单项选择题
1.钢铁材料都是以铁元素和（）元素为主要成分的合金。
A.硅
B.碳
C.锰
D.铝
2.白铜的主要合金元素是（）。
A.锌
B.铝
C.铅
D.镍
3.航空发动机和运载火箭发动机涡轮盘采用的合金是（）。
A.紫铜
B.黄铜
C.钛合金
D.镍合金
4.施工现场，电焊机至电焊钳的连线多用（）聚氯乙烯作为绝缘防护材料。
A.BV型
B.RV型
C.AV型
D.BX型
5.下列泵类中，按输送介质分类的有（）。
A.井用泵
B.混流式泵
C.杂质泵
D.水环真空泵
6.电气设备安装的最终目标是（）。
A.从电网受电
B.改变电压
C.向负载供电
D.将电能转化为机械能
7.高层建筑的消防水泵扬程是（）m。
A.80
B.100
C.110
D.130
8.下列设备中，不属于选矿设备的是（）。
A.破碎设备
B.输送设备
C.选别设备
二、多项选择题
D.筛分设备
1.下列金属中，不属于广义黑色金属的是（）。
A.锰
B.铅
C.锌
D.铬钢合金
E.镍
2.下列钢材中，属于型材的是（）。
A.螺旋缝钢管
B.螺纹钢
C.扁钢
D.轨道
E.工字钢
3.下列管道中，常用于建筑管道的有（）。
A.聚氯乙烯管
B.聚丙烯管
C.聚碳酸酯管
D.聚酰胺管
E.聚乙烯管
4.下列材料中，属于特种橡胶的有（）。
A.丁苯橡胶
B.硅橡胶
C.丁腈橡胶
D.顺丁橡胶
E.聚氨酯橡胶
5.下列材料中，属于普通无机非金属材料的有（）。
A.氧化铝陶瓷
B.硅酸盐水泥
C.镁质耐火砖
D.聚酰胺齿轮
E.碳素鱼竿
6.阻燃型仪表电缆除有阻燃特点外，还有（）的特点。
A.防干扰
B.耐低温
C.耐高电压
D.电气性能稳定
E.适宜移动
7.下列材料中，属于气体绝缘材料的有（）。
A.二氧化硫
B.二氧化碳
C.空气
D.氨气
E.氮气
8.下列特种铸造设备中，以天然矿产砂石为主要造型材料的有（）。
A.壳型铸造
B.离心铸造
C.低压铸造
D.熔模铸造
E.负压铸造
9.我国规定低压电器是指在交流电压（）V、直流电压（）V及以下的电路中起通断、保护、控制或调节作用的电器产品。
A.800
B.1000
C.1200
D.1500
E.1700
10.下列设备中，不属于专用工程设备的是（）。
A.分解锅
B.分离器
C.电梯
D.压力机
E.结晶器