金属材料专业知识课件

现代工业的筋骨金属材料1高等教育现代工业的筋骨金属材料1高等教育北京奥运会奖牌2高等教育北2高等教育璀璨夺目3高等教育璀璨夺目3高等教育厨房用品4高等教育厨房用品4高等教育现代化的交通工具5高等教育现代化的交通工具5高等教育建筑材料6高等教育建筑材料6高等教育资料人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁器时代，铜和铁作为金属材料一直被广泛地应用着。铝的利用要比铜和铁晚得多，至今仅100多年的历史，但由于铝具有许多优良的性能，铝年产量已超过了铜，位于铁之后，居世界第二位。7高等教育资料人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁一、几种重要的金属──铜铜是人类认识并应用最早的金属之一。人类从石器时代以后就进入了青铜器时代。我国是最早使用铜器的国家之一。到目前为止，发现的中国最早的青铜器出自新石器时代后期，相当于中原夏代的一些文化遗址中。青铜器除了礼器等外，更多是用于制造兵器，此外也有一些青铜农具出土。8高等教育一、几种重要的金属──铜铜是人类认识并应用最早的金属之一。人司母戊鼎1939年在安阳市出土的礼器“司母戊鼎”是殷代前期青铜器的代表作，是世界上最大的出土青铜器。9高等教育司母戊鼎1939年在安阳市出土的礼器“司母戊鼎”是殷代前期青四羊方尊湖南出土的盛酒器“四羊方尊”，造型逼真，结构复杂，分布在四角的四支羊头上长着卷曲的羊角，还有突出的龙头，镂空的扉边。它采用分铸和嵌铸等复杂的铸造工艺，充分反映出了殷代青铜器的高超熔铸技艺。10高等教育四羊方尊湖南出土的盛酒器“四羊方尊”，造型逼真，结构复杂，分一、几种重要的金属──铜战国时期，齐国工匠已了解到随着用途不同，青铜器材料的性能也应有所变化，为此可以改变青铜中各种金属成分的比例。我国古代很早就认识到铜盐溶液里的铜能被铁取代，从而发明了“水法炼铜”的新途径，这一方法以我国为最早，是湿法冶金技术的起源，在世界化学史上是一项重大贡献。11高等教育一、几种重要的金属──铜战国时期，齐国工匠已了解到随着用途不一、几种重要的金属──铜在现代，铜仍旧有着极其广泛的用途。铜的导电性仅次于银，居金属中的第二位，大量用于电气工业。铜易与其他金属形成合金，铜合金种类很多，例如，青铜质坚韧，硬度高，易铸造；黄铜广泛用于制作仪器零件；白铜主要用作刀具。12高等教育一、几种重要的金属──铜在现代，铜仍旧有着极其广泛的用途。铜微量元素──铜铜和铁、锰、钼、硼、锌、钴等元素都可用作微量元素肥料。微量元素是植物正常生命活动所不可缺少的，它可以提高酶的活性，促进糖、淀粉、蛋白质、核酸、维生素和酶的合成，有利于植物的生长。13高等教育微量元素──铜铜和铁、锰、钼、硼、锌、钴等元素都可用作微量元生命攸关的元素──铜铜在生命系统中有重要作用，人体中有30多种蛋白质和酶含有铜元素，现已知铜的最重要生理功能是人血清中的铜蓝蛋白，它有催化铁的生理代谢过程功能。铜还可以提高白细胞消灭细菌的能力，增强某些药物的治疗效果。铜虽然是在生命攸关的元素，但如果摄入过多，会引起多种疾病。14高等教育生命攸关的元素──铜铜在生命系统中有重要作用，人体中有30多一、几种重要的金属──铁人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁器时代，铜和铁作为金属材料一直被广泛地应用着。现代社会，尤其在建筑业和制造业等领域，铁及其铁合金得到了广泛的应用。一个国家的钢铁产量，从某种意义上可以代表一个国家的经济发展水平。15高等教育一、几种重要的金属──铁人类从石器时代进入青铜器时代，继而进河北沧州铁狮子铸造于公元953年，距今已有1千余年的历史，狮高5.3m，长6.5m，宽3m，重约40t。16高等教育河北沧州铁狮子铸造于公元953年，距今已有1千余年的历史，狮一、几种重要的金属──铝铝的利用要比铜和铁晚得多，这是为什么？现在世界上铝的产量已经超过铜，而且铝制品得到了广泛的应用，这又是为什么？17高等教育一、几种重要的金属──铝铝的利用要比铜和铁晚得多，这是为什么金属的物理性质（2）有金属光泽，大多数为银白色。而铜为紫红色，金为黄色。（3）有良好的导电性、导热性和延展性。（1）常温下除汞外均为固体。18高等教育金属的物理性质（2）有金属光泽，大多数为银白色。而铜为紫红色物理性质物理性质比较导电性（以银的导电性为100作标准）

银铜金铝锌铁铅优

10099746127177.9

良密度/（gcm-3）金铅银铜铁锌铝大

19.311.310.58.927.867.142.70

小熔点/℃

钨铁铜金银铝锡高

3410153510831064962660232低硬度（以金刚石的硬度为10作标准）铬铁银铜金铝铅大

94~52.5~42.5~32.5~32~2.91.5小一些金属的物理性质的比较19高等教育物理性质物理性质比较导电性（以银的导电性为100作标准）1.为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？2.银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？3.为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？4、为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金会怎样？金属的性质决定它的用途20高等教育1.为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？金属的性质考虑物质的用途时，性质不是唯一因素，还需要考虑什么因素？是否美观价格废料是否易于回收使用是否便利资源对环境的影响21高等教育价格废料是否使用资源对环境的21高等教育1、地壳中含量最高的金属元素：铝2、人体中含量最高的金属元素：钙3、目前世界年产量最高的金属：铁4、导电、导热最好的金属：银5、硬度最高的金属：6：熔点最高的金属：7：熔点最低的金属：8：密度最大的金属：9：密度最小的金属：铬钨汞锇(Os)锂金属之最22高等教育1、地壳中含量最高的金属元素：铝2、人体中含量最高的金属元素二、合金合金是在金属中加热熔合某些金属或非金属而得到的具有金属特性或者超乎金属特性的混合物。生铁和钢是铁的两种合金，也是使用最多的金属材料。生铁的含碳量为2%～4.3%，钢的含碳量为0.03%～2%。由于合金的很多性能与组成他们的纯金属不同，这就使得合金更容易适合不同的用途。因此，日常使用的金属材料，大多数属于合金。23高等教育二、合金合金是在金属中加热熔合某些金属或非金属而得到的具有金白金白金全称为“白色K金”，是将黄金与铜、镍、锌等金属熔合在一起后所制成的一种白色合金。其中，黄金的质量分数最多为75%。24高等教育白金白金全称为“白色K金”，是将黄金与铜、镍、锌等金属熔铂金铂是稀有的贵金属，在首饰行业又叫做铂金，开采量只有黄金的5%。铂金的强度和韧性都比其他贵金属高得多，1g铂金可以拉成1.6km长的细丝而不断裂，因此用铂金制作的首饰坚韧，如钻石镶嵌其中会很牢固，不易脱落。铂金的白色光泽是天然的，经久不会改变，而白金的色泽不是天然的，时间长了就可能会褪色。25高等教育铂金铂是稀有的贵金属，在首饰行业又叫做铂金，开采量只有黄金的铝合金铝合金的突出特点是密度小、强度高。Al-Mn、Al-Mg合金具有很好的耐蚀性，良好的塑性和较高的强度，称为防锈铝合金，用于制造油箱、容器、管道、铆钉等。新近开发的高强度硬铝，强度进一步提高，而密度比普通硬铝减小15%，且能挤压成型，可用作摩托车骨架和轮圈等构件。Al-Li合金可制作飞机零件和承受载重的高级运动器材。26高等教育铝合金铝合金的突出特点是密度小、强度高。Al-Mn、Al-M

钛和钛合金被认为是21世纪的重要材料，它具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好等。尤其是抗腐蚀性能非常好，即使把它们放在海水中数年，取出后仍光亮如新，其抗腐蚀性能远优于不锈钢，因此被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通讯设备等。钛金属腕表钛合金

27高等教育钛和钛合金被认为是21世纪的重要材料，它具有很多钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨

28高等教育钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨钛合金烤瓷牙

29高等教育钛合金烤瓷牙29高等教育形状记忆合金

形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金，被广泛应用于做人造卫星和宇宙飞船的天线，水暖系统、防火门和电路断电的自动控制开关，以及牙齿矫正等医疗材料。30高等教育形状记忆合金形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金，被广泛应合金与组成它们的金属的性质比较比较黄铜片和铜片、焊锡和锡的光泽和颜色；将它们互相刻划，比较它们的硬度。性质比较现象黄铜铜焊锡锡光泽和颜色硬度结论31高等教育合金与组成它们的金属的性质比较比较黄铜片和铜片、焊锡和锡的光硬度_____、熔点_____、________性能也更好，故合金有更广泛的应用。合金的性质和组成它的纯金属相比变大变低抗腐蚀认真分析表格内的数据，你能得到什么启示？纯金属合金铅镉铋锡焊锡武德合金熔点/0C327321271232

183

70

启示32高等教育硬度_____、熔点_____、________性能也更好，

你知道吗?用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？33高等教育

你会吗?

【例1】有些不法分子常常以黄铜冒充黄金进行诈骗活动，因为黄铜（铜、锌合金）单纯从颜色、外形上看，与黄金极为相似，所以很难区分，你能想办法用简易的方法鉴别吗？34高等教育你会吗?【例1】有些不法分子常常以黄铜冒充黄金进行诈骗活动【例2】金属材料在人类活动中已得到越来越广泛的应用。下列性质属于金属共性的是（）

A、硬度很大、熔点很高

B、有良好的导电性、传热性

C、是银白色的固体

D、易与酸反应产生氢气

35高等教育【例2】金属材料在人类活动中已得到越来越广泛的应用。下列性质【例3】关于金属物品的使用正确的是（）

A．铝合金门窗变旧变暗后用砂纸或钢丝球打磨

B．铁桶中加入硫酸铜溶液和石灰乳配制杀菌剂波尔多液

C．铝壶内的水垢用质量分数为18％的热盐酸长时间浸泡

D．校内用钢架制作的自行车防雨棚应定期喷涂油漆防锈

36高等教育【例3】关于金属物品的使用正确的是（）36高【例4】金属材料在人类活动中已得到越来越广泛的应用。下列性质属于金属共性的是()A.硬度很大、熔点很高B.有良好的导电性、传热性C.是银白色的固体D.易与酸反应产生氢气课后思考37高等教育【例4】金属材料在人类活动中已得到越来越广泛的应用。下列性质

【例5】人类的生产生活离不开金属，下列三种金属被发现、使用的先后顺序依次为：铜、铁、铝。金属大规模被使用的先后顺序跟_____________(填序号)选项关系最大。①地壳中金属元素的含量；②金属的导电性；③金属的活动性。38高等教育【例5】人类的生产生活离不开金属，下列三种金属被发现、使用

1.金属具有很多共同的物理性质。例如，常温下（除汞外）均为固体；有金属光泽，大多数为银白色。而铜为紫红色，金为黄色；有良好的导电性、导热性和延展性。2.物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但这不是唯一的决定因素。我们在考虑物质的用途时，还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利，以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素。课题小结39高等教育1.金属具有很多共同的物理性质。例如，常温下（除汞外）均为

3.金属材料包括铁、铝、铜等纯金属和合金。在金属中加热熔合某些金属或非金属而制得的合金，其性能会发生改变。合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高，抗腐蚀性能会更好，因此，合金具有更广泛的用途。课题小结40高等教育3.金属材料包括铁、铝、铜等纯金属和合金。在金属中加热熔合再见41高等教育再见41高等教育现代工业的筋骨金属材料42高等教育现代工业的筋骨金属材料1高等教育北京奥运会奖牌43高等教育北2高等教育璀璨夺目44高等教育璀璨夺目3高等教育厨房用品45高等教育厨房用品4高等教育现代化的交通工具46高等教育现代化的交通工具5高等教育建筑材料47高等教育建筑材料6高等教育资料人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁器时代，铜和铁作为金属材料一直被广泛地应用着。铝的利用要比铜和铁晚得多，至今仅100多年的历史，但由于铝具有许多优良的性能，铝年产量已超过了铜，位于铁之后，居世界第二位。48高等教育资料人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁一、几种重要的金属──铜铜是人类认识并应用最早的金属之一。人类从石器时代以后就进入了青铜器时代。我国是最早使用铜器的国家之一。到目前为止，发现的中国最早的青铜器出自新石器时代后期，相当于中原夏代的一些文化遗址中。青铜器除了礼器等外，更多是用于制造兵器，此外也有一些青铜农具出土。49高等教育一、几种重要的金属──铜铜是人类认识并应用最早的金属之一。人司母戊鼎1939年在安阳市出土的礼器“司母戊鼎”是殷代前期青铜器的代表作，是世界上最大的出土青铜器。50高等教育司母戊鼎1939年在安阳市出土的礼器“司母戊鼎”是殷代前期青四羊方尊湖南出土的盛酒器“四羊方尊”，造型逼真，结构复杂，分布在四角的四支羊头上长着卷曲的羊角，还有突出的龙头，镂空的扉边。它采用分铸和嵌铸等复杂的铸造工艺，充分反映出了殷代青铜器的高超熔铸技艺。51高等教育四羊方尊湖南出土的盛酒器“四羊方尊”，造型逼真，结构复杂，分一、几种重要的金属──铜战国时期，齐国工匠已了解到随着用途不同，青铜器材料的性能也应有所变化，为此可以改变青铜中各种金属成分的比例。我国古代很早就认识到铜盐溶液里的铜能被铁取代，从而发明了“水法炼铜”的新途径，这一方法以我国为最早，是湿法冶金技术的起源，在世界化学史上是一项重大贡献。52高等教育一、几种重要的金属──铜战国时期，齐国工匠已了解到随着用途不一、几种重要的金属──铜在现代，铜仍旧有着极其广泛的用途。铜的导电性仅次于银，居金属中的第二位，大量用于电气工业。铜易与其他金属形成合金，铜合金种类很多，例如，青铜质坚韧，硬度高，易铸造；黄铜广泛用于制作仪器零件；白铜主要用作刀具。53高等教育一、几种重要的金属──铜在现代，铜仍旧有着极其广泛的用途。铜微量元素──铜铜和铁、锰、钼、硼、锌、钴等元素都可用作微量元素肥料。微量元素是植物正常生命活动所不可缺少的，它可以提高酶的活性，促进糖、淀粉、蛋白质、核酸、维生素和酶的合成，有利于植物的生长。54高等教育微量元素──铜铜和铁、锰、钼、硼、锌、钴等元素都可用作微量元生命攸关的元素──铜铜在生命系统中有重要作用，人体中有30多种蛋白质和酶含有铜元素，现已知铜的最重要生理功能是人血清中的铜蓝蛋白，它有催化铁的生理代谢过程功能。铜还可以提高白细胞消灭细菌的能力，增强某些药物的治疗效果。铜虽然是在生命攸关的元素，但如果摄入过多，会引起多种疾病。55高等教育生命攸关的元素──铜铜在生命系统中有重要作用，人体中有30多一、几种重要的金属──铁人类从石器时代进入青铜器时代，继而进入铁器时代，铜和铁作为金属材料一直被广泛地应用着。现代社会，尤其在建筑业和制造业等领域，铁及其铁合金得到了广泛的应用。一个国家的钢铁产量，从某种意义上可以代表一个国家的经济发展水平。56高等教育一、几种重要的金属──铁人类从石器时代进入青铜器时代，继而进河北沧州铁狮子铸造于公元953年，距今已有1千余年的历史，狮高5.3m，长6.5m，宽3m，重约40t。57高等教育河北沧州铁狮子铸造于公元953年，距今已有1千余年的历史，狮一、几种重要的金属──铝铝的利用要比铜和铁晚得多，这是为什么？现在世界上铝的产量已经超过铜，而且铝制品得到了广泛的应用，这又是为什么？58高等教育一、几种重要的金属──铝铝的利用要比铜和铁晚得多，这是为什么金属的物理性质（2）有金属光泽，大多数为银白色。而铜为紫红色，金为黄色。（3）有良好的导电性、导热性和延展性。（1）常温下除汞外均为固体。59高等教育金属的物理性质（2）有金属光泽，大多数为银白色。而铜为紫红色物理性质物理性质比较导电性（以银的导电性为100作标准）

银铜金铝锌铁铅优

10099746127177.9

良密度/（gcm-3）金铅银铜铁锌铝大

19.311.310.58.927.867.142.70

小熔点/℃

钨铁铜金银铝锡高

3410153510831064962660232低硬度（以金刚石的硬度为10作标准）铬铁银铜金铝铅大

94~52.5~42.5~32.5~32~2.91.5小一些金属的物理性质的比较60高等教育物理性质物理性质比较导电性（以银的导电性为100作标准）1.为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？2.银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？3.为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制的话，可能会出现什么情况？4、为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果镀金会怎样？金属的性质决定它的用途61高等教育1.为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？金属的性质考虑物质的用途时，性质不是唯一因素，还需要考虑什么因素？是否美观价格废料是否易于回收使用是否便利资源对环境的影响62高等教育价格废料是否使用资源对环境的21高等教育1、地壳中含量最高的金属元素：铝2、人体中含量最高的金属元素：钙3、目前世界年产量最高的金属：铁4、导电、导热最好的金属：银5、硬度最高的金属：6：熔点最高的金属：7：熔点最低的金属：8：密度最大的金属：9：密度最小的金属：铬钨汞锇(Os)锂金属之最63高等教育1、地壳中含量最高的金属元素：铝2、人体中含量最高的金属元素二、合金合金是在金属中加热熔合某些金属或非金属而得到的具有金属特性或者超乎金属特性的混合物。生铁和钢是铁的两种合金，也是使用最多的金属材料。生铁的含碳量为2%～4.3%，钢的含碳量为0.03%～2%。由于合金的很多性能与组成他们的纯金属不同，这就使得合金更容易适合不同的用途。因此，日常使用的金属材料，大多数属于合金。64高等教育二、合金合金是在金属中加热熔合某些金属或非金属而得到的具有金白金白金全称为“白色K金”，是将黄金与铜、镍、锌等金属熔合在一起后所制成的一种白色合金。其中，黄金的质量分数最多为75%。65高等教育白金白金全称为“白色K金”，是将黄金与铜、镍、锌等金属熔铂金铂是稀有的贵金属，在首饰行业又叫做铂金，开采量只有黄金的5%。铂金的强度和韧性都比其他贵金属高得多，1g铂金可以拉成1.6km长的细丝而不断裂，因此用铂金制作的首饰坚韧，如钻石镶嵌其中会很牢固，不易脱落。铂金的白色光泽是天然的，经久不会改变，而白金的色泽不是天然的，时间长了就可能会褪色。66高等教育铂金铂是稀有的贵金属，在首饰行业又叫做铂金，开采量只有黄金的铝合金铝合金的突出特点是密度小、强度高。Al-Mn、Al-Mg合金具有很好的耐蚀性，良好的塑性和较高的强度，称为防锈铝合金，用于制造油箱、容器、管道、铆钉等。新近开发的高强度硬铝，强度进一步提高，而密度比普通硬铝减小15%，且能挤压成型，可用作摩托车骨架和轮圈等构件。Al-Li合金可制作飞机零件和承受载重的高级运动器材。67高等教育铝合金铝合金的突出特点是密度小、强度高。Al-Mn、Al-M

钛和钛合金被认为是21世纪的重要材料，它具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好等。尤其是抗腐蚀性能非常好，即使把它们放在海水中数年，取出后仍光亮如新，其抗腐蚀性能远优于不锈钢，因此被广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通讯设备等。钛金属腕表钛合金

68高等教育钛和钛合金被认为是21世纪的重要材料，它具有很多钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨

69高等教育钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨钛合金烤瓷牙

70高等教育钛合金烤瓷牙29高等教育形状记忆合金

形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金，被广泛应用于做人造卫星和宇宙飞船的天线，水暖系统、防火门和电路断电的自动控制开关，以及牙齿矫正等医疗材料。71高等教育形状记忆合金形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金，被广泛应合金与组成它们的金属的性质比较比较黄铜片和铜片、焊锡和锡的光泽和颜色；将它们互相刻划，比较它们的硬度。性质比较现象黄铜铜焊锡锡光泽和颜色硬度结论72高等教育合金与组成它们的金属的性质比较比较黄铜片和铜片、焊锡和锡的光硬度_____、熔点_____、________性能也更好，故合金有更广泛的应用。合金的性质和组成它的纯金属相比变大变低抗腐蚀认真分析表格内的数据，你能得到什么启示？纯金属合金铅镉铋锡焊锡武德合金熔点/0C327321271232

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启示73高等教育硬度_____、熔点_____、________性能也更好，

你知道吗?用来铸造硬币的金属材料需要具有什么性质？74高等教育

你会吗?

【例1】有些不法分子常常以黄铜冒充黄金进行诈骗活动，因为黄铜（铜、锌合金）单纯从颜色、外形上看，与黄金极为相似，所以很难区分，你能想办法用简易的方