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1、金属材料作为建筑装饰材料，有着悠久的历史。金属材料通常分为两大类：一类是黑色金属，另一类是有色金属。 金属装饰材料以其独特的光泽与色彩、庄重华贵的外表、经久耐用的特点而冠于其他各类建筑装饰材料，因而在建筑装饰工程中被广泛采用。,（一）钢材的分类 1.按化学成分分类 （1）碳素钢：低碳钢、中碳钢、高碳钢 （2）合金钢：低合金钢、中合金钢、高合金钢 2.按冶炼方法分类 （1）按炉种分：平炉钢、转炉钢（氧气转炉钢、空气转炉钢）和电炉钢。 （2）按脱氧程度分：沸腾钢、镇静钢、半镇静钢和特殊镇静钢。 3.按用途分类 （1）建筑钢 （2）结构钢 （3）工具钢 （4）特殊性能钢,（二）建筑钢材的主要技术性能
2、 1.拉伸性能 表示钢材拉伸性能的主要技术指标是屈服点、抗拉强度和伸长率，这些技术指标可通过低碳钢（软钢）受拉时的应力-应变曲线来阐明，如图9-1。 2.冲击韧性 冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载作用的能力。 3.冷弯性能 冷弯性能是指钢材在常温下承受弯曲变形的能力。 4.焊接性能 钢材的焊接性能（又称可焊性）是指钢材在通常的焊接方法和工艺条件下获得良好焊接接头的性能。,图9-1,（一）不锈钢及制品 1.不锈钢的一般特性 普通钢材容易锈蚀，钢材的锈蚀有两种，一是化学腐蚀；二是电化学腐蚀，钢材在大气中的锈蚀，是化学锈蚀和电化学锈蚀共同作用所致，但以电化学锈蚀为主。 不锈钢是指在钢中加入以铬（Cr）元
3、素为主元素的合金钢。铬的性质比较活泼，能首先与周围环境中的氧化合，生成一层与钢基体牢固结合的致密氧化层膜，使合金钢不再受到氧的锈蚀作用，从而达到保护钢材的目的。 2.不锈钢装饰制品 不锈钢可制成板材、型材和管材等。其中在装饰工程中应用最多的为板材，一般均为薄板，厚度不超过2mm，常用的不锈钢板的规格见书中表9-1。,（二）彩色涂层钢板 彩色涂层钢板又称彩色钢板、彩板或塑料金属板，是以冷轧板或镀锌板为基板，通过连续地在基板表面进行化学预处理和涂漆等工艺处理后，使基板表面覆盖一层或多层高性能的涂层、有机涂层和复合涂层等，其中有机涂层用得最多。彩色涂层钢板的结构如图9-3。 彩色涂层钢板具有良好的加
4、工性能，表面色彩鲜艳并具有纹理，主要有红色、绿色、乳白色、棕色及蓝色等，具有极强的装饰性。,图9-3,（三）彩色压型钢板 使用冷轧板、镀锌板、彩色涂层板等不同类型的薄钢板，经锟压、冷弯而成。其截面呈V形、U形、梯形或类似这几种形状的波形，称之为压型钢板（简称压型板）。 压型板共有27种不同的型号。图9-4是几种压型钢板的板型。,（四）轻钢龙骨 轻钢龙骨是镀锌钢板、薄壁冷轧退火，钢卷带经冷弯机滚轧、冲压而成的骨架材料，具有自重轻、刚度大、防火性好、抗冲击性好、抗震性好、加工和安装方便等特点。 金属骨架按材料分类主要包括轻钢龙骨和铝合金龙骨；轻钢龙骨按使用位置的不同分为隔墙轻钢龙骨和吊顶轻钢龙骨等
5、。,（一）铝的特性和应用 铝作为化学元素，在地壳组成中占第三位，约占8.13%，仅次于氧和硅。 铝属于有色金属中的轻金属，外观呈银白色，铝的熔点低，为660，对光和热的反射能力强，因此常用来制造导电材料、导热材料和蒸煮器皿等。 铝在低温环境中，强度和韧性不下降，因此铝常作为低温材料用于航空和航天工程及制造冷冻食品的储运设备等。 但纯铝的强度和硬度较低（屈服强度为80100MPa，硬度为1744HB），为提高铝的使用价值，常加入合金元素，因此建筑及装饰工程中常使用的是铝合金。,（一）铝的特性和应用 铝作为化学元素，在地壳组成中占第三位，约占8.13%，仅次于氧和硅。 铝属于有色金属中的轻金属，外
6、观呈银白色，铝的熔点低，为660，对光和热的反射能力强，因此常用来制造导电材料、导热材料和蒸煮器皿等。 铝在低温环境中，强度和韧性不下降，因此铝常作为低温材料用于航空和航天工程及制造冷冻食品的储运设备等。 但纯铝的强度和硬度较低（屈服强度为80100MPa，硬度为1744HB），为提高铝的使用价值，常加入合金元素，因此建筑及装饰工程中常使用的是铝合金。,（二）铝合金的特性和应用 为了提高铝的强度，在不降低铝的原有特性的基础上，在铝中加入适量的镁、铜、锰、锌、硅等合金元素形成铝合金，以改变铝的某些性能。 铝合金既保持了铝质量轻的特征，同时力学性能大大提高，使其不仅可用于建筑装饰，还可用于结构方面
7、。 铝合金以其特有的结构和独特的建筑装饰效果，在建筑装饰方面主要用来制作铝合金装饰板、铝合金门窗、铝合金框架幕墙、铝合金屋架、铝合金吊顶、铝合金隔断、铝合金柜台、铝合金栏杆扶手以及其他室内装饰等。 例如日本的高层建筑98%采用了铝合金门窗；中国首都机场72m大跨度（波音747）飞机库采用彩色压型铝板做两端山墙,（三）铝合金型材的加工和表面处理 1.铝合金型材的加工 建筑铝合金型材的生产方法可分为挤压和轧制两种。 2.铝合金型材的表面处理 （1）阳极氧化处理 1）阳极氧化处理的目的 主要是通过控制氧化条件及工艺参数，使在铝型材表面形成氧化膜，以达到提高表面硬度、耐磨性、耐蚀性等目的。 2）阳极氧
8、化法分类 目前具有工业价值的阳极氧化方法有铬酸法、硫酸法和草酸法。 3）阳极氧化过程 铝材阳极氧化的过程，实质上就是水的电解。水电解时在阴极上放出氢气气，在阳极上产生氧气，该原生氧气和铝阳极形成的三价铝离子结合形成氧化铝薄层。,（2）表面着色处理 铝合金的表面着色是通过控制铝材中不同合金元素的种类和含量，以及控制热处理条件来实现的。不同铝合金由于所含合金成分及其含量不同，所形成的膜层的颜色也不相同。 常用的铝合金着色方法有自然着色法和电解着色法。自然着色法是指铝材在特定的电解液和电解条件下，被阳极氧化的同时又能着色的方法；电解着色法是对常规硫酸法中生成的氧化膜进一步电解，使电解液所含的金属阳离
9、子沉积到氧化膜孔底后而着色的方法。,（一）铝合金装饰板 铝合金装饰板属于现代较为流行的建筑装饰材料，适用于公共建筑的内、外墙面和柱面。 1.铝合金花纹板 铝合金花纹板是采用防锈铝合金坯料，用具有一定花纹的轧辊轧制而成的一种铝合金装饰板。 另外还有铝合金浅花纹板，也是优良的建筑材料之一。 铝合金花纹板具有美观大方，防滑、防腐蚀性能好，不易磨损，便于清洗等特点，且板材平整，裁剪尺寸精确，便于安装，广泛应用于现代建筑的墙面装饰以及楼梯踏步等处。,2.铝合金波纹板 铝合金波纹板是用机械轧辊将板材轧成一定的波形以后而制成的，其波形如图9-5所示。 铝合金波纹板自重轻，有银白色等多种颜色，既有一定的装饰效
10、果，也有很强的反射阳光的能力。,9-5,3.铝合金压型板 铝合金压型板具有质量轻、外形美观、耐腐蚀、耐久性好、安装容易、施工简单等特点，经表面处理可得到多种颜色，是目前广泛应用的一种新型建筑装饰材料，主要用于墙面和屋面。 4.铝合金穿孔板 铝合金穿孔板是用各种铝合金平板经机械穿孔而成。铝合金穿孔板既突出了板材质轻、耐高温、耐腐蚀、防火、防潮、防震、化学稳定性好等特点，又可以将孔型板材处理成一定图案，立体感强，装饰效果好。 5.铝塑板 铝塑板是一种复合材料，它是将氯化乙烯处理过的铝片用胶黏剂覆贴到聚乙烯板上而制成的。 铝塑板的耐腐蚀性、耐污染性和耐侯性较好，可制成多种颜色，装饰效果好，施工时可弯
11、曲、截割，加工灵活方便。,（二）铝合金门窗 铝合金门窗是将表面处理过的铝合金型材，经下料、打孔、铣槽、攻丝、制作等加工工艺而制成的门窗框料构件，再用连接件、密封材料和开闭五金配件一起组合装配而成的。 铝合金门窗虽然价格较贵，但它的性能好，长期维修费用低，且美观、节约能源等，在国内外得到广泛应用。 铝合金门窗按其结构与开启方式分为：推拉门窗、平开门窗、固定窗、悬挂窗、百叶窗、纱窗等，其中以推拉门窗和平开门窗用的最多。 图9-7是90系列铝合金推拉窗的结构组成。,图9-7,1.铝合金门窗的特点 铝合金门窗与普通木门窗、钢门窗相比，具有以下主要特点。 （1）质量轻;（2）密封性能好;（3）色泽美观;
12、（4）耐腐蚀，使用维修方便;（5）强度高，刚度好，坚固耐用;（6）加工方便，便于生产工业化。 2.铝合金门窗的性能 （1）强度 测定铝合金窗的强度是在压力箱内进行压缩空气加压试验，用所加风压的等级来表示，单位为Pa。一般性能的铝合金窗可达19612353Pa。 （2）气密性 铝合金窗在压力试验箱内，使窗的前后形成一定的压力差，用每平方米面积每小时的通气量来表示窗的气密性，单位为m3/（hm2）。一般性能的铝合金窗前后压力差为10Pa时，气密性可达8m3/（hm2）。,2.铝合金门窗的性能 （3）水密性 铝合金窗在压力实验箱内，对窗的外侧施加周期为25的正弦波脉冲压力，同时向窗内每分钟每平方米喷
13、射4L的人工降雨，进行连续10min的风雨交加的试验，在室内一侧不应有可见的漏渗水现象。 （4）开闭力 装好玻璃后，窗扇打开或关闭所需外力应在49N以下。 （5）隔热性 通常用窗的热对流阻抗值（R）来表示铝合金窗的隔热性能，单位是m2hkJ。一般可分为三级，R1=0.05;R2=0.06;R3=0.07。 （6）隔声性 在音响试验室对铝合金窗的响声透过损失进行试验发现，当声频达到一定值后，铝合金窗的响声透过损失趋于恒定，这样可测出隔声性能的等级曲线。,3.铝合金门窗的技术性能 随着铝合金门窗的发展，中国已颁布了一系列有关铝合金门窗的国家标准，主要有 平开铝合金门（GB847887）、 平开铝合
14、金窗（GB847987）、 推拉铝合金门（GB848087）、 推拉铝合金窗（GB848187）、 铝合金弹簧门（GB848287）等。 目前，中国应用最广泛的是平开铝合金门窗和推拉铝合金门窗，它们的主要品种与代号见表9-8。,（三）铝合金型材 铝合金型材是将铝合金锭坯按需要长度锯成坯段，加热到400450，送入专门的挤压机中，连续挤压出型材。 挤出的型材冷却到常温后，切去两端斜头，在时效处理炉内进行人工时效处理，消除内应力，经检验合格后在进行表面氧化和着色处理，最后形成成品。 常用的铝合金型材有窗用型材、柜台型材、幕墙型材、通用型材等。图9-8是90系列铝合金推拉窗的型材断面。,图9-8,（
15、四）铝合金龙骨 1.铝合金龙骨的性能及特点 铝合金龙骨根据用途可分为隔墙龙骨和吊顶龙骨两种。 铝合金隔墙龙骨具有制作简单、安装方便、结实牢固等特点。铝合金吊顶龙骨具有不锈、质轻、美观、防火、抗震及安装方便等特点，适用于室内吊顶装饰。 铝合金吊顶龙骨有主龙骨（大龙骨）、次龙骨、边龙骨及吊挂件等。 2.铝合金龙骨主要技术要求 铝合金龙骨是配套组装式龙骨，在施工中常与各种罩面材料结合形成隔墙和吊顶面层。 吊顶龙骨包括“T、L”系列、“U、L”系列、“、L”系列等。罩面板包括玻璃板、矿棉板、钙塑板、金属板等。,（四）铝合金龙骨 3.铝合金龙骨的应用 铝合金隔墙龙骨常与各种玻璃、工艺玻璃、有机板、人造板
16、等配合使用，形成具有一定透视效果的空间，用于办公室、厂房或其他空间的分隔。 铝合金龙骨通常分为明龙骨和暗龙骨，吊顶材料可选用小规格材料，如装饰石膏板吊顶、吸声石膏板吊顶等。图9-9为矿棉板平放搭接（明龙骨）安装示意图。,（五）铝箔与铝粉 1.铝箔 铝箔是用纯铝或铝合金加工成6.3200m的薄片制品。铝箔具有良好的防潮、绝热性能，在建筑及装饰工程中可作为多功能保温隔热材料和防潮材料来使用。常用的铝箔制品有铝箔波形板、铝箔泡沫塑料板、铝箔牛皮纸、铝箔布等。 2.铝粉 铝粉（俗称“银粉”）是以纯铝箔加入少量润滑剂，经捣击压碎成为极细的鳞状粉末，再经抛光而成。铝粉质量轻，漂浮力强，遮盖力强，对光和热的反射性能均很高。经适当处理后，也可变成不浮性铝粉。铝粉主要用于油漆和油墨工业。,铜在地壳中储量远小于铝，约占0.01%，它的密度为8.92g/cm3，属于有色金属。纯铜由于表面氧化生成的氧化铜薄膜呈紫红色，故常称紫铜。 纯铜具有较高的导电性、导热性、耐腐蚀性以及良好的延展性、塑性和易加工性，但纯铜强度低，不宜直接作为结构材料。
