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2025环球网校监理工程师《金属结构及机电设备监理实务》精讲
第三章金属结构及机电设备的原材料与采购
第一节 原材料的种类、性能
工程材料的性能主要包括使用性能和工艺性能。使用性能是指在使用过程中所表现出的性能，如
材料的物理性能和化学性能；工艺性能是指材料在加工过程中对不同加工特性所反映出来的性能，包
括铸造、塑性加工、焊接、热处理、机械加工性能等。
【例-单选题】工程材料的性能主要包括使用性能和工艺性能，下面属于使用性能的是（ ）。
A.机械加工性能
B.铸造、塑性加工
C.焊接、热处理性能
D.耐久性
答案：D
一、常用金属材料的分类和牌号的表示方法
1.金属材料分类
常用金属材料分为黑色金属和有色金属两大类。
钢材可以按照化学成分、质量和用途等进行分类。
（1）按化学成分分类：碳素钢、合金钢。
碳素钢又分为低碳钢（C≤0.25%）、中碳钢（0.25%10%）。
【例-单选题】合金钢按合金元素含量，称为低合金钢的是含合金（ ）的钢。
A.<5%
B.5%~10%
C.>10%
D.<2.5%
答案：A
解析：合金钢按合金元素含量分为低合金钢（元素合金含量<5%）、中合金钢（元素合金含量
=5%~10%）、高合金钢（元素合金含量>10%）。
（2）按质量分类：普通碳素钢（S≤0.05%，P≤0.045%）、优质碳素钢（S≤0.035%，P<0.035%）、
高级优质碳素钢（S≤0.020%，P≤0.030%）、特级优质碳素钢（S≤0.015%，P≤0.025%）。（S代表
硫含量，P代表磷含量）。
（3）按用途分类：结构钢、工具钢、特殊性能钢。结构钢又分为建筑级工程用钢、机器用钢。
工具钢又分为刃具钢、模具钢、量具钢。特殊性能钢又分为不锈钢、耐磨钢、耐热钢、磁钢。
2.工程设备常用钢铁产品牌号的表示方法
钢铁产品牌号的表示一般采用汉语拼音字母、化学元素符号和阿拉伯数字相结合的形式。
（1）《碳素结构钢》（GB/T700）。如Q195，Q215AF，Q235Bb，Q255A，Q275。
1）钢号冠以“Q”，后面的数字表示屈服点值（MPa）。例如：Q235。
2）必要时钢号后面可标出表示质量等级和脱氧方法的符号。质量等级符号为：A、B、C、D。脱
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氧方法符号：F表示沸腾钢；b表示半镇静钢；Z表示镇静钢；TZ表示特殊镇静钢。例如：Q235Bb，
表示B级半镇静钢。
（2）《低合金高强度结构钢》（GB/T1591）。如Q295、Q355A，Q390B，Q420C，Q460E。
1）钢号冠以“Q”，和碳素结构钢的现行钢号相统一，后面的数字表示屈服点值（MPa），分为
五个等级强度。
2）在强度等级系列中又有 A、B、C、D、E 五个质量等级。例如：Q355A表示A级低合金高强度
结构钢。
【例-单选题】低合金高强度结构钢分为（ ）个等级。
A.4
B.3
C.5
D.2
答案：C
3）对专业用低合金高强度钢，应在钢号最后附加表示用途的字母。如 Q355q《桥梁用结构钢》
（GB/T714）表示用于桥梁的专用钢种。
（3）《一般工程与结构用低合金钢铸件》（GB/T14408），主要以力学性能表示的牌号。这类牌
号的主体结构为：前缀字母"ZG”+两组力学性能值[屈服强度（MPa）和抗拉强度（MPa）]。需要时可
附加后缀字母或补充前缀字母。这类牌号有一般工程用碳素铸钢、一般工程与结构用低合金铸钢、
焊接结构用碳素铸钢，例如：ZG200-400、ZGD270-480、ZG200-400H。
（4）《优质碳素结构钢》（GB/T699）。如08Al、45、20A、40Mn、70Mn、20g。
1）钢号开头的两位数字表示钢的碳含量，以平均碳含量×100表示，例如平均碳含量为0.45的
钢，钢号为“45”。
2）锰含量较高的优质碳素结构钢，应标出“Mn”，例如50Mn。用Al脱氧的镇静钢应标出“Al”，
例如08AI
3）镇静钢不加“Z”，沸腾钢、半镇静钢及专门用途的优质碳素结构钢应在钢号最后标出。例如
平均碳含量为0.10%的半镇静钢，钢号为10b。
4）高级优质碳素结构钢在钢号后加“A”，特级优质碳素结构钢在钢号后加“E”。
三、其他主要材料
（一）焊接材料
焊接材料主要有焊条、焊丝、焊剂、保护气体等，焊条型号、焊丝代号及焊剂必须符合施工图纸
规定，当图纸没有规定时，应选用与母材强度相适应的焊接材料，所有材料应有出厂合格证（质量证
明书），标号不清或有疑问时应予复验。
焊接材料应符合下列规定：
（1）焊接材料一般选用合适的填充金属。当要求强度高时，一般用J707或J607焊条；要求不
高时可用J506或J507焊条。
（4）气体保护焊用气体：CO，应符合《工业液体二氧化碳》（GB/T6052）的规定，CO2纯度不
2
应小于99.5%；Ar应符合《氩》（GB/T4842），Ar纯度不应小于99.9%；CO，Ar混合气体应符合《焊
2
接用混合气体氩-二氧化碳（HG/T3728）的规定。
（5）首次使用的焊接材料应按规定进行论证评审，经过焊接工艺评定后方可使用。
（6）焊接材料必须分类存放在干燥通风良好的仓库内，库房内温度不应低于5℃，相对湿度不
大于70%。
【例-单选题】气体保护焊用的CO 气体纯度不应小于()。
2
A.95.5%
B.99.5%
C.99.9%
D.95.9%
答案：B
（二）止水材料
止水材料有橡胶类止水、金属类钢止水及尼龙类等，主要为橡胶类。止水橡皮应符合《水闸橡胶
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密封件》（HG/T3096）的下列内容（HG表示化工推荐标准）：
（3）止水橡皮的单根供货长度应比施工图样的单根长度多10%，以备安装损耗之用。
（4）止水橡皮的接头要求黏接牢靠，无论采用热胶合或冷黏接工艺，其方案均应经监理工程师
同意，方能使用。橡胶复合水封聚四氟乙烯薄膜厚度应大于1.0mm，聚四氟乙烯薄膜与橡胶的黏合强
度，当试样宽度为25.0mm时，应不小于10kN/m。
（三）润滑材料
润滑材料有：高分子工程合金材料MGB、铜基镶嵌自润滑材料FZ5（3）、38CrMoAIA基镶嵌复合
材料及普通的润滑油、润滑脂等。
（四）防腐材料
防腐材料主要有防腐涂料、喷涂用金属材料等。构成涂层系统的所有涂料宜由同一涂料厂生产，
不同厂家的涂料配套使用时应做配套试验。生产厂家应提供产品合格证、涂料说明书和检验报告等
资料。防腐涂层系统宜由底漆、中间漆和面漆构成。
2.喷涂用金属材料
热喷涂用金属丝应光洁、无锈、无油、无折痕，其直径宜为2mm或3mm。金属丝的成分应满足下
列要求：
（1）锌丝中锌的含量不小于99.99%。
（2）铝丝中铝的含量不小于99.5%。
（3）锌铝合金宜选用Zn-Al15。
防腐材料及其辅助材料应贮于 5~35℃通风良好的库房内，按原包装密封保管。若制造厂另有规
定，则应按制造厂规定执行。
（五）其他非金属材料
其他非金属材料主要有工业用橡胶板《工业用橡胶板》（GB/T5574）、陶瓷、（工程）塑料、合
成橡胶、纤维等，新型材料有纳米WC陶瓷等。
陶瓷防腐涂层，以优质碳素结构钢、低合金结构钢、合金结构钢作为母材，采用热喷涂工艺将耐
磨、耐腐蚀陶瓷粉末在其表面形成陶瓷涂层的一种工艺，广泛用于液压启闭机活塞杆中。新型高分子
工程塑料合金MGB复合材料，具有优异的耐磨性、动静摩擦系数相近、很好的抗冲击性、自润滑性以
及很好的弹性等特点。
纳米WC陶瓷涂层具有远高于基材的显微硬度、耐磨性能以及耐磨蚀性能，与基材之间形成高强
度的结合，将其应用到机组过流部件表面可以起到显著的抗泥沙磨蚀作用。
四、金属材料的性能
（一）金属材料的物理性能和力学性能指标
金属材料的物理性能和力学性能指标主要有：物理性能指标（密度）、弹性指标、强度性能指标、
硬度性能指标、塑性指标、疲劳性能指标、断裂韧性性能指标、热性能指标、电性能指标。
（二）金属材料的化学性能
任何材料都是在一定的环境条件下使用的，环境作用的结果可能引起材料的物理性能和力学性能
的下降。常见的材料与环境的作用有氧化和腐蚀等化学反应，将工程材料抵抗各种化学作用的能力称
为化学性能，其主要包括抗氧化性与抗腐蚀性。
（三）金属材料的工艺性能
材料在加工过程中对不同加工特性所反映出来的性能称为工艺性能。材料工艺性能的好坏，会直
接影响制造零部件的工艺方法、质量及其制造成本。
1.铸造性能
铸造性能是指材料用铸造方法获得优质铸件的性能。它取决于材料的流动性和收缩性。铸铁、青
铜具有良好的铸造性能，所以被广泛使用。
2.塑性加工性能
塑性加工性能是指材料通过塑性加工（如锻造、冲压、挤压、轧制等），将原材料加工成零部件
或半成品的性能。它取决于材料本身的塑性高低和变形抗力的大小。
低碳钢、铜、铝具有较好的塑性和较小的变形抗力，因此容易塑性加工，而铸铁、硬质合金则不
能塑性加工。
3.热处理性能
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热处理性能主要是指钢接受淬火的能力（即淬透性），它是用淬透层的深度来表示的。合金钢的
淬透性比碳钢好，所以对于大型零部件往往用合金钢制造，以获得均匀的淬火组织和均匀的机械性能。
4.焊接性能
焊接性能是指两种相同或不同的材料，通过各种焊接方法连接在一起所表现的性能。
5.机械加工性能
材料的机械加工性能决定了刀具的使用寿命和被加工零部件的表面粗糙度。它与材料种类、成分、
硬度、韧性和导热性等因素有关。一般钢材的理想切削硬度为160-230HB。钢材硬度太低，切削时容
易“黏刀”，表面粗糙度高；硬度太高，切削时易磨损刀具，
第二节原材料的采购
一、原材料采购
（1）掌握材料信息，经考察或招标优选供货厂家。对主要材料在订货前，必须要求承包单位申
报厂家、产品规格、标准、性能要求等，经监理工程师论证同意后，方可订货。
（2）合理组织材料采购，加强材料仓库保管，健全材料发放和使用制度，避免材料用错和浪费。
（3）加强材料检查验收，严把材料质量关。
1）对用于设备零部件加工的主要材料，进厂时必须具有出厂合格证及材质试验报告单（包括化
验及机械性能试验报告）。如不具备或对检验证明有怀疑时，应补充检验。
2）凡标志不清或认为质量有问题的材料、对质量保证资料有怀疑的或与合同规定不相符的一般
材料，均应进行抽检。
3）对于进口的材料、设备应会同商检部门进行检验，如发现不符合质量或规格要求的应取得供
方和商检人员签署的商务记录，按期提出索赔。
4）对设备关键零部件的特殊材料需专门妥善保管、防止错用。
5）材料质量抽检和检验的方法，应符合相关的关键标准，要能真实反映该批材料的质量性能。
6）电缆、绝缘材料等，要进行耐压试验。
二、原材料采购质量控制
原材料的供应商及外协件厂商的相关的资质文件需报监理工程师审查批准，并按要求做相关复验，
如合同要求监理还需进行独立抽检试验，检验不合格的不得使用。
原材料进厂时必须进行验收，符合施工图纸规定，并按规范要求进行复验，其力学性能和化学成
分必须符合现行的国家标准和行业标准。铸铁闸门铸件应附随炉试棒，所有材料应具有出厂合格证和
质保单等质量证明文件，方可进场使用。若承包人采用图纸规定以外材料替代，应得到监理工程师的
批准；金属材料应存放在干燥通风的仓库内，注意防止锈蚀和污染。
（一）材料质量标准
材料质量标准是衡量材料质量的尺度，也是检验质量和验收的依据。工程设备所用的材料都应符
合国家标准规定的质量要求。对于进口产品，还应符合相应出口国的标准。
（二）材料质量的检验
1.检验的目的
材料质量检验的目的，是通过一系列的检测手段，将所取得的材料试验数据与材料的质量标准相
比较，借以判断材料质量能否应用于设备制造。
2.检验方法
一般材料质量检验方法有书面检验、外观检验、理化检验和无损检验等四种。
3.材料质量的检验程度
根据材料信息，使用的重要程度和质量保证的具体情况，其质量检验程度分免检、抽检和全部检
验三种。
4.检验项目
材料质量检验项目分：“一般检验项目”，为通常的试验项目；“其他检验项目”，为根据需要
进行的试验项目。
【例-多选题】一般材料质量检验方法包括（ ）。
A.书面检验
B.理化检验
C.无损检验
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D.外观检验
E.随机检验
答案：ABCD
5.检验的取样
材料质量检验的取样必须有代表性，即所采取样品的质量应能代表该批材料的质量。
6.材料抽样检验的判断
抽样检验一般适用于对原料、半成品或成品的质量鉴定。由于产品数量大或检验费用高，不可能
对产品逐个进行检验，特别是破坏性和损伤性的检验。通过抽样检验，可判断整批产品是否合格。
7.检验标准
对不同的材料有不同的检验项目和不同的检验标准，而检验标准则是用以判断材料是否合格的依
据。
（三）钢材验收
工程设备制造用钢筋、型钢、板材等的出厂质量标准、检验方法，均应符合国家质量标准和试验
技术标准要求，并经检测试验合格、才能按国家标准中对钢材验收、包装、标志及质量证明书的规定
要求进行验收和保管。
（四）钢材检验
我国钢材检验机构的设置分国家级、省市级和大型企业级检测试验站、试验室。无论哪一级检测
试验机构，都必须根据国家标准要求，具备相应的资质、条件，并取得各级主管部门的批准后，才能
承担材质检测工作。
【例-多选题】我国钢材检验机构的设置分（ ）检测试验站、试验室。
A.国家级
B.省市级
C.部级
D.大型企业级
E.厅局级
答案：ABD
6）试验工作遇有下列情况之一者，允许进行复验：
①检验单位对试验项目适用的规范、标准和有关规定执行不当；②抽样方式、方法、试验方法和
检验数据错误及其结论不正确；③由于人为因素造成操作错误而导致数据不准；④由于试验中途停电
等客观因素造成试验中断、仪器设备出现失灵或检验环境发生变化；⑤重要检验项目的指标数值，按
规定标准出现差异较大或不能得出检验结论时；⑥委托和受检单位提出异议。
凡经复试的检验项目，其质量标准应以复试数据为评定依据，复试前所测定的数据无效。
2.钢材无损检验
钢材无损检验是对钢材表面及内部质量缺陷检验的重要方法之一。钢材出厂前均应按照国家或行
业规定标准进行表面及内部质量检验，达到规定的质量标准要求后才能出厂。磁粉检测，适用于检验
试件表面或近表面的裂纹及其他缺陷。超声波探伤，适用于金属板材的超声波探伤，但必须证实所激
发的声波确为板波，并能以足够的探伤灵敏度进行探伤。
3.钢材化学成分、金相分析的取样和测定标准
钢材化学成分、金相分析的取样和测定的内容主要包括钢材的化学分析用试样的取样方法、成品
钢材化学成分及其允许偏差和钢铁及合金中的化学元素及金相分析测定。
（注：金相分析是金属材料试验研究的重要手段之一，采用定量金相学原理，是由二维金相试样
磨面或薄膜的金相显微组织的测量和计算来确定合金组织的三维空间形貌，从而建立合金成分、组织
和性能间的定量关系。）
4.钢材力学、工艺性能试验标准
钢材力学、工艺性能试验的目的是验证工程设备用钢材加工制作及承载时的受力适应性能，其内
容包括：钢材力学及工艺性能试验的试样取样；拉伸、压缩、冲击、弯曲和硬度等试验；试验取样和
试验方法及合格标准，以上内容均应按相应国家标准的规定要求进行。
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