第三节用途广泛的金属材料

1、认识纯金属与它们的合金在性能上的主要差异。认识纯金属与它们的合金在性能上的主要差异。1知道生活中常见合金如铁合金及铜合金的主要成分及知道生活中常见合金如铁合金及铜合金的主要成分及性能。性能。2学会正确选用金属材料。学会正确选用金属材料。3学习目标学习目标人类使用材料的进化顺序人类使用材料的进化顺序材料的分类材料的分类石器时代石器时代铜器时代铜器时代铁器时代铁器时代材材 料料金属材料金属材料非金属材料非金属材料合成高分子材料合成高分子材料智能材料智能材料合金材料合金材料纯金属纯金属功能功能高高分子材料分子材料分离膜分离膜传感膜传感膜热电膜热电膜仿生材料仿生材料隐形材料隐形材料液晶材料液晶材料合成

2、材料合成材料仿生材料制造的仿生材料制造的人工关节人工关节钛钛-镍形状记忆合金制做镍形状记忆合金制做的人造卫星天线的人造卫星天线思考与交流思考与交流:下列物品都使用了哪种材料下列物品都使用了哪种材料? 学与问：学与问：合金中只有金属吗?1合金可能含有非金属合金可能含有非金属, ,如钢中含有碳。如钢中含有碳。交流互动交流互动白铜白铜：主要含铜、镍和锌（少量锰）主要含铜、镍和锌（少量锰） ，它不，它不容易生铜绿，常用于制造精密仪器和装饰品。容易生铜绿，常用于制造精密仪器和装饰品。青铜青铜：主要含铜、锡和铅主要含铜、锡和铅，有，有良好的强度和塑性、耐磨、耐良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀，主要用于制造机

3、器零件腐蚀，主要用于制造机器零件如轴承、齿轮等。如轴承、齿轮等。黄铜黄铜：主要含铜和锌（少量锡、铅、铝）主要含铜和锌（少量锡、铅、铝），有，有良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀，主要用良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀，主要用于制造机器零件、仪表和日用品。于制造机器零件、仪表和日用品。铁的合金 生铁 钢 C% 2%4.3% 0.03%2%其他杂质Si、Mn、S、P （较多）Si、Mn、S、P （较少） 机械性能 质硬而脆、 无韧性坚硬、韧性大、 可塑性好。 生铁与钢的比较生铁与钢的比较3、铁合金、铁合金钢钢碳素钢：碳素钢：铁和碳的合金铁和碳的合金合金钢：在碳素钢中加合金钢：在碳素钢中加入铬、锰、钨

4、、镍、钼、入铬、锰、钨、镍、钼、钴等合金元素钴等合金元素低碳钢低碳钢-含碳量低于含碳量低于0.3%中碳钢中碳钢-含碳量含碳量0.3%0.6%高碳钢高碳钢-含碳量高于含碳量高于0.6% 钢的种类钢的种类镍、铬镍、铬-不锈钢，抗腐性强，不易氧化不锈钢，抗腐性强，不易氧化铬、钨铬、钨-高速钢，硬度大，韧性很强高速钢，硬度大，韧性很强锰、硅锰、硅-锰硅钢，韧性特强锰硅钢，韧性特强碳素钢中的含碳量越低碳素钢中的含碳量越低, ,钢的韧性越好钢的韧性越好; ;含碳量含碳量越高越高, ,钢的硬度越大。钢的硬度越大。名称名称组成组成 主要性质主要性质主要用途主要用途铝合金铝合金含镁含镁10%10% 30%30%

5、 硬度和强度都比硬度和强度都比纯铝和纯镁大纯铝和纯镁大火箭、飞机、轮火箭、飞机、轮船等制造业船等制造业硬铝硬铝含铜含铜4%4%、 镁镁0.5%0.5%、 锰锰0.5%0.5%、 硅硅0.7%0.7%硬度和强度都比硬度和强度都比纯铝和纯镁大纯铝和纯镁大火箭、飞机、轮火箭、飞机、轮船等制造业船等制造业钛合金钛合金含铝含铝6%6% 钒钒4%4%耐高温、耐腐蚀、耐高温、耐腐蚀、高强度高强度用于飞机、宇航、用于飞机、宇航、化学工业化学工业金合金金合金加入银、铜、加入银、铜、稀土元素等稀土元素等有光泽、易加工、有光泽、易加工、耐磨耐腐蚀耐磨耐腐蚀金饰品、电子元金饰品、电子元件、钱币、笔尖件、钱币、笔尖其他

6、几种常见合金的组成、性质和用途其他几种常见合金的组成、性质和用途注：注：黄金的特点之一就是柔软，人们常在黄金中黄金的特点之一就是柔软，人们常在黄金中加入银、铜、锌等金属以增加黄金的强度和韧性。加入银、铜、锌等金属以增加黄金的强度和韧性。黄金的纯度越高其越黄金的纯度越高其越柔软，柔软，纯度越低其越硬。黄纯度越低其越硬。黄金的纯度在金的纯度在珠宝首饰行业通常用珠宝首饰行业通常用K K表示。表示。K K数与含数与含金量的关系式：金量的关系式：Au % = K / 24 Au % = K / 24 100% 100% ，即，即1K=4.166% 1K=4.166% 如如18K18K（75%75%）、）

7、、22K22K（91.6%91.6%）、）、24K24K（100%100%） 理理论说法，实际不存在，但有足金（含金量不少于论说法，实际不存在，但有足金（含金量不少于9999）、千足金（含金量不少于）、千足金（含金量不少于99.999.9）的说法）的说法 黄铜和金都是黄色,如何用化学方法区分?能与盐酸反应产生气泡的是黄铜能与盐酸反应产生气泡的是黄铜, ,因黄铜中含有锌。因黄铜中含有锌。思考与交流：思考与交流： 性能性能价格价格 制造安装成本制造安装成本木材木材一般，款式多一般，款式多 适中适中 较高较高钢铁钢铁耐用、牢固耐用、牢固适中适中 适中适中铝合金铝合金质轻高强、美质轻高强、美观、耐腐蚀

8、观、耐腐蚀适中适中 适中适中塑钢塑钢保温隔热、隔保温隔热、隔音降噪音降噪较高较高 较高较高调查内容与结果调查内容与结果 选用金属材料时应该考虑的因素：主要用选用金属材料时应该考虑的因素：主要用途、外观、物理性质、化学性质、价格、加工途、外观、物理性质、化学性质、价格、加工难度、日常维护、对环境的影响等。难度、日常维护、对环境的影响等。小结：小结：科学视野：用途广泛的稀土金属科学视野：用途广泛的稀土金属中国的改革总设计中国的改革总设计师邓小平同志早在师邓小平同志早在19921992年春南巡时就年春南巡时就指出：指出：“中东有石中东有石油，中国有稀油，中国有稀土，土，一定要把一定要把稀土的事情办好

9、，稀土的事情办好，把中国稀土的优势把中国稀土的优势发挥出来。发挥出来。”2 2 、人类历史上大量生产和使用铝、铁、钛、人类历史上大量生产和使用铝、铁、钛、铜四种金属的时间顺序是（铜四种金属的时间顺序是（ ）A A。铜、铁、铝、钛。铜、铁、铝、钛B B。铁、铝、铜、钛。铁、铝、铜、钛C C。铜、铁、钛、铝。铜、铁、钛、铝D D。铁、铜、铝、钛。铁、铜、铝、钛1 1、下列物质中、下列物质中, ,不属于合金的是（不属于合金的是（ ）A A、硬铝、硬铝 B B、黄铜、黄铜 C C、钢铁、钢铁 D D、水银、水银DA课堂巩固课堂巩固3 3、 我国在春秋战国时期，就懂得将白铁褪火我国在春秋战国时期，就懂得

10、将白铁褪火处理得到相当于铸钢的物器（如锋利的宝处理得到相当于铸钢的物器（如锋利的宝剑），这一技术要比欧洲早就两千年，那么剑），这一技术要比欧洲早就两千年，那么白铁褪火处理的主要作用是（白铁褪火处理的主要作用是（ ）A A、除去硫、磷杂质、除去硫、磷杂质B B、适当降低了含碳量、适当降低了含碳量C C、渗入了合金元素、渗入了合金元素D D、改善表面的结构性质、改善表面的结构性质B4.4.合金与纯金属制成的金属材料相比合金与纯金属制成的金属材料相比, ,优点是优点是( () )。合金的硬度一般比它的各成分金属的大合金的硬度一般比它的各成分金属的大; ;一般地一般地, ,合金的熔点比它的各成分金属的低合金的熔点比