几种重要的金属和合金课件

几种重要的金属和合金金属和合金是现代工业的重要材料。它们拥有独特的物理和化学性质，在各种领域发挥关键作用。介绍金属和合金金属和合金在现代科技和工业中发挥着至关重要的作用。广泛应用从建筑到电子设备，金属无处不在。性能差异不同的金属具有独特的物理和化学特性，满足不同的应用需求。合金的优势合金通过混合不同金属来提升强度、耐腐蚀性和其他特性。铁及其合金铁是地球上含量最多的金属之一，也是人类最早利用的金属之一。铁具有高强度、高硬度、耐磨损、可锻性强等优异的性能，广泛应用于各种工业和生活领域。铁合金是指将铁与其他金属或非金属元素熔合而成的合金。通过添加不同的合金元素，可以改变铁的物理、化学和力学性能，满足各种不同的应用需求。纯铁软而延展性好纯铁在常温下呈银白色，延展性良好。磁性强纯铁具有很强的磁性，可以被磁铁吸引。易于加工纯铁的强度不高，但易于加工，适合制作简单的工具和器皿。钢定义钢是铁和碳的合金，碳含量通常在0.03%到2.14%之间。其他金属和非金属元素也可能被添加，以改变钢的特性，例如，提高其强度、耐腐蚀性、可加工性等。分类钢可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。低碳钢强度低，但延展性好，易于加工；中碳钢强度和硬度较高，耐磨性好；高碳钢硬度和强度最高，耐磨性最佳，但延展性较差。铸铁定义铸铁是铁和碳的合金，碳含量在2.11%到6.67%之间。它通常还含有硅、锰、磷和硫等元素。特点铸铁具有高强度、高硬度和耐磨性，但其韧性较差，易脆。铸铁的熔点较低，易于铸造，成本也相对较低。用途铸铁广泛应用于机械、汽车、建筑、农业等领域，例如发动机缸体、机床床身、管道和阀门等。铝及其合金铝是地壳中最丰富的金属之一，具有轻质、耐腐蚀和优良的导电性和导热性等特点。铝及其合金在航空航天、汽车、建筑、电子和包装等领域有着广泛的应用。纯铝11.柔软纯铝柔软易加工，可塑性强，延展性好，可以制成铝箔、铝丝、铝管等。22.电导率高纯铝导电性能出色，广泛应用于电力行业，例如电力线和电缆等。33.耐腐蚀性强纯铝表面会形成一层致密的氧化膜，有效保护金属不受腐蚀。44.反射率高纯铝表面光亮，反射率高，广泛用于建筑装饰和航空航天领域。铝合金强度和硬度高铝合金拥有优越的强度和硬度，适用于各种结构应用。重量轻铝合金的轻量化特性使其在航空航天和交通运输领域备受欢迎。可回收利用铝合金的可回收性使其成为环保型材料的首选。耐腐蚀铝合金的表面形成氧化膜，提供良好的耐腐蚀性。铜及其合金铜是人类最早使用的金属之一，具有优良的导电性和导热性，以及良好的延展性和耐腐蚀性。铜合金种类繁多，应用广泛，主要包括青铜和黄铜。纯铜物理性质纯铜具有良好的导电性和导热性，颜色为红褐色，具有良好的延展性，可以被加工成各种形状。化学性质纯铜在干燥的空气中比较稳定，但在潮湿的空气中会缓慢氧化，表面会形成一层绿色的铜绿。用途纯铜主要用于制造电线、电缆、电子元件、装饰品、乐器等。青铜合金组成青铜是由铜和锡组成的合金。有时也加入其他金属，如铝、锰、镍等，以改善其性能。特性青铜具有良好的机械强度、耐磨性、耐腐蚀性和导电性。它也具有良好的铸造性能，易于加工成各种形状。黄铜铜锌合金黄铜由铜和锌组成，根据锌含量的不同，黄铜的特性也会有所变化。优良的机械性能黄铜具有良好的延展性、耐磨性和耐腐蚀性，可加工成各种形状。广泛应用黄铜广泛应用于五金制品、机械零件、建筑装饰等领域，例如水龙头、门把手、装饰品。镁及其合金镁是一种轻金属，密度低，强度高，具有良好的加工性能。镁合金也具有这些优点，并且具有耐腐蚀性和耐高温性。纯镁轻质材料镁的密度非常低，仅为铝的三分之二，是世界上最轻的结构金属之一。高强度纯镁具有良好的延展性和韧性，即使在低温下也能保持较高的强度。优异的可加工性纯镁易于加工，可以用各种方法进行成型，包括铸造、挤压、轧制等。镁合金轻质且强度高镁合金具有优异的强度重量比，使其成为航空航天领域的理想材料。耐腐蚀性镁合金具有良好的耐腐蚀性能，适用于电子设备和其他需要耐用性的应用。可回收利用镁合金可重复利用，使其成为可持续发展的选择，并减少对环境的影响。钛及其合金钛是一种轻质、高强度、耐腐蚀的金属。钛合金在航空航天、医疗、化工等领域广泛应用。纯钛特性纯钛具有高强度，低密度，优异的耐腐蚀性，良好的生物相容性等优异性能。用途纯钛广泛应用于航空航天，医疗器械，化学工业，石油化工，食品加工等领域。应用实例飞机发动机叶片人工关节化学反应釜海水淡化设备钛合金11.高强度钛合金强度高，耐高温，可承受高负载，广泛应用于航空航天领域。22.耐腐蚀钛合金抗腐蚀性能优异，可抵抗酸碱盐等物质的侵蚀，延长使用寿命。33.轻量化钛合金密度低，与其他金属相比重量轻，可减轻载荷，提高效率。44.生物相容性钛合金与人体组织相容性好，可用于制作人造骨骼、假肢等医疗器械。锌及其合金锌是一种银白色的金属，化学性质活泼，易溶于酸。锌合金是锌与其他金属形成的合金，具有良好的机械性能、耐腐蚀性和低成本等优点。纯锌物理性质银白色金属，质地较软，有延展性。化学性质化学性质活泼，在空气中易氧化。用途主要用于制造合金，例如黄铜、青铜等。锌合金分类锌合金通常分为两类：铸造锌合金和变形锌合金。铸造锌合金主要用于压铸成型，而变形锌合金主要用于冷加工成型。特点锌合金具有多种优点，例如良好的流动性、强度和耐腐蚀性。它们还具有较低的熔点，这使其易于加工。金及其合金金是一种贵金属，具有优异的耐腐蚀性、延展性和导电性。金合金通过与其他金属混合，可以改变其性能，例如提高硬度、强度或颜色。纯金化学性质金的化学性质稳定，不易与酸或碱反应。因此，金在自然界中通常以单质形式存在。物理特性金是柔软的金属，具有良好的延展性和导电性。金的颜色为金黄色，具有很高的密度和熔点。金合金18K金18K金是一种常见的金合金，通常由75%的金和25%的其他金属组成。红宝石金红宝石金是金与红宝石的混合物，它具有亮丽的红色，通常用于制作珠宝。祖母绿金祖母绿金是金与祖母绿的混合物，它具有鲜艳的绿色，常用于制作项链和手镯。银及其合金银是一种贵金属，具有优异的导电性、导热性和反射性，常用于制造电子元件、珠宝首饰和银器。银合金是通过将银与其他金属混合而制成的，常用于提高银的强度、硬度和耐腐蚀性。纯银纯银的特性纯银是一种柔软、延展性好的金属，拥有良好的导电性和导热性。应用领域纯银被广泛用于珠宝首饰、银器、电气设备、化学试剂等领域。纯银的优点纯银具有抗菌性和抗氧化性，在一些特殊应用中具有优势。纯银的缺点纯银较软，容易变形，价格也较高。银合金种类银合金主要分为两类：贵金属合金和非贵金属合金。贵金属合金通常包含金、铂等贵金属，非贵金属合金则包含铜、镍等其他金属。性质银合金通常具有优异的导电性、导热性和抗腐蚀性，并可以根据不同的成分和比例调节硬度、强度、耐磨性和耐蚀性等特性。应用银合金广泛应用于电子、珠宝、医疗、航空航天等领域，例如制作电子元件、珠宝首饰、医疗器械、航空发动机部件等。重要金属和合金的物理特性金属和合金的物理特性是其重要的基础属性，影响其在不同应用中的性能。例如，密度决定了材料的重量，熔点决定了材料的加工温度，热导率影响了材料的导热能力，电导率则决定了材料的导电能力。7.85g/cm³密度钢材的密度1538°C熔点铁的熔点80.4W/(m·K)热导率铝的热导率59.6MS/m电导率铜的电导率重要金属和合金的化学特性金属和合金的化学特性是决定其耐腐蚀性和其他性能的关键因素。金属和合金的化学特性可以通过其化学成分、晶体结构、表面状态等因素来确定。例如，铁的化学特性使其容易发生氧化反应，从而导致生锈。但是，通过添加合金元素，可以提高铁的耐腐蚀性，例如不锈钢。铝的化学特性使其具有良好的耐腐蚀性，因为其表面会形成一层氧化铝保护层，防止进一步氧化。在选择金属或合金时，需要考虑其化学特性是否适合应用环境。例如，在潮湿环境中，需要选择耐腐蚀性高的金属或合金，例如不锈钢或钛合金。在高温环境中，需要选择耐高温、耐氧化性高的金属或合金，例如钨、钼等。重要金属和合金的力学特性金属/合金抗拉强度(MPa)屈服强度(MPa)伸长率(%)纯铁200-300150-25020-30低碳钢300-500250-40015-25中碳钢500-700400-60010-15高碳钢700-1000600-8005-10铸铁100-30050-1500-5纯铝80-10050-7030-40铝合金150-600100-4005-20纯铜200-300150-2505-15青铜250-500150-4005-15黄铜300-600200-5005-15纯镁100-20050-1505-15镁合金200-500100-3005-15纯钛400-600300-50010-20钛合金700-1200500-10005-15纯锌100-20050-1505-15锌合金200-400100-3005-15纯金150-200100-1505-10金合金200-400150-3005-10纯银150-250100-2005-10银合金200-400150-3005-10重要金属和合金的耐蚀性金属/合金耐蚀性应用场景不锈钢耐腐蚀性好建筑、化工、医疗铝合金抗氧化航空航天、汽车制造钛合金耐海水腐蚀航空发动机、医疗器械铜合金耐大气腐蚀建筑装饰、管道制造耐腐蚀性是金属和合金的重要性能指标。不同的金属和合金具有不同的耐蚀性，适合于不同的应用场景。重要金属和合金的加工工艺金属和合金的加工工艺主要分为物理加工和化学加工两种。物理加工包括铸造、锻造、轧制、拉伸、挤压、焊接等，这些工艺通常会改变金属的形状和尺寸，但不改变其化学成分。化学加工包括热处理、表面处理、腐蚀等，这些工艺会改变金属的内部组织结构或表面性质，从而改变其性能。常见的加工工艺有：铸造、锻造、轧制、焊接、热处理、表面处理等。重要金属和合金的主要用途11.建筑钢铁用于建造高楼大厦、桥梁和各种建筑结构，以及其他各种建筑材料。22.交通运输汽车、火车、飞机、轮船等交通工具的制造离不开钢铁、铝合金、铜合金等材料。33.机械制造各种机器设备、工具、模具等都需要使用金属和合金，例如，钢铁、铝合金等。44.电子产品手机、电脑、电视等电子产品中广泛使用铜合金、铝合金等，以及其他金属材料。金属腐蚀的原因及防护措施金属腐蚀是自然现象，会影响金属的性能和寿命。常见的腐蚀类型包括电化学腐蚀、化学腐蚀和物理腐蚀。1电化学腐蚀金属与电解质溶液接触，形成原电池2化学腐蚀金属与非电