金属和合金（好课精讲）

第三章

铁

金属材料

2019人教版必修一第二节

金属材料第一课时金属和合金核心素养发展目标1.能从合金结构与组成的角度理解合金的特殊性能，培养宏观辨识与微观探析的能力。2.能列举常见合金的组成和性能，能科学、合理的选择和使用金属材料，培养学生的科学态度和社会责任感。第一课时金属和合金第一课时金属和合金金属共同的物理性质：大多数金属为银白色；有金属光泽；具有导电性、导热性和延展性金属材料：包括纯金属和合金2.金属共同的物理性质有哪些？1.金属材料包括哪些材料？任务一：通过上述视频回顾总结合金是两种或两种以上的金属（或金属跟非金属）

熔合而成的具有金属特性的物质。3.什么是合金?任务一：通过上述视频回顾总结合金与纯金属相比较，性质有哪些改变？一般来说硬度大于各成分金属任务一：通过上述视频回顾总结结合结构模型解释合金的硬度为什么比纯金属大？在纯金属内，所有原子的大小形状都是相同的，原子的排列十分规整，而合金内加入其它元素的原子大小不一，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层与层之间相对滑动变得困难。任务一：通过上述视频回顾总结【例】工业生产中，常将两种或多种金属(或金属与非金属)在同一容器中加热使其熔合，冷凝后得到具有金属特性的熔合物——合金。这是制取合金的常用方法。仅根据下表数据判断，不宜用上述方法制取的合金是(

)A.Fe-Cu合金B.Cu-Al合金 C.Al-Na合金D.Cu-Na合金D根据定义，两种金属要“熔合”为合金，则熔合时温度须保证两种金属在一定温度范围内均为液体状态，即一种金属的熔点不能高于另外一种金属的沸点。任务一：通过上述视频回顾总结熔点低于各成分金属,便于铸造成型合金内加入其它元素的原子大小不一，排列不规整，使原子之间的相互作用力降低，熔点降低。任务一：通过上述视频回顾总结初步认识合金的结构、性质和应用微观结构宏观性质原子大小和排列决定硬度熔点......决定用途任务2:列举常见的金属材料，想一想其性能与应用铁合金:生铁和钢铁合金含碳量性能用途生铁2%~4.3%硬度大，抗压，性脆，可铸造制造机座、管道的原料钢0.03%~2%良好的延展性，机械性能好，可锻造制造机械和交通工具任务3:结合数据分析生铁和钢的含碳量与性能的关系任务4:分别用于制作钢丝和钢轨的钢含碳量有差异吗？C%<0.3%0.3%<C%<0.6%了解碳素钢的类型与性能碳素钢（Fe、C）含碳量低碳钢：C%<0.3%中碳钢：0.6%<C%<0.3%高碳钢：C%>0.6%韧性、焊接性能好、强度低强度高、韧性及加工性能好硬而脆，热处理后弹性好了解碳素钢的类型与性能进一步认识合金的结构、性质和应用微观结构宏观性质元素组成与含量变化决定韧性强度决定用途各种性能的钢了解合金钢碳素钢添加元素不锈钢（Cr、Ni）锰钢（Mn、Si）钨钢（W）合金钢（特种钢）不锈钢中添加了Cr、Ni，使不锈钢表面形成了一层致密的的氧化物保护膜，防止内部的Fe与外界物质接触，使其在多种酸、碱、盐溶液中具有良好的化学稳定性和耐腐蚀性铁合金铁合金含碳量不锈钢锰钢钨钢钢0.03%~2%生铁2%~4.3%元素组成碳素钢含碳量低碳钢C%<0.3%中碳钢0.6%<C%<0.3%高碳钢C%>0.6%合金钢问题:为什么铁合金、铝合金是生产、生活中使用最广泛的金属材料？能否从原料来源的角度加以解释？自然资源金属单质合金应用分离转化调整组合熔合铁合金深入认识合金的结构、性质和应用熔合条件组成结构性质元素种类、含量......决定物理、化学、机械性能......决定用途相应应用领域金属材料的发展---新型合金储氢合金金属氢化物常温、常压吸收H2氢能是人类未来的理想能源之一，氢能利用存在两大难题。制取储存H2是一种易燃易爆的气体，要利用H2，关键要解决H2的安全储存和运输问题。金属材料的发展——新型合金一般情况下，H2采用气态和液态储存，如在更高压下把H2压入钢瓶，但运送笨重的钢瓶既不方便也不安全。储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。具有使用价值的储氢合金要求储氢量大，金属氢化物既容易形成，稍稍加热又容易分解，室温下吸、放氢的速率快。如Ti-Fe合金和La-Ni合金等。储氢合金金属材料的发展——新型合金储氢合金的发现很好的解决了这个问题。近年来，为了满足某些尖端技术发展的需要，人们设计和合成了许多新型合金。新型储氢合金材料的研究和开发为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。金属材料的发展——新型合金我国“蛟龙”号载人潜水器最关键的部件：供人活动的耐压球的新型合金-钛合金钛合金可以用于制造耐压球。金属材料的发展——新型合金可用于制作喷气式飞机的发动机叶片的新型合金由镍、铁、碳、钴组成的镍钴合金可以用于制造发动机叶片，它能承受1100℃的高温。金属材料的发展——新型合金用途广泛的稀土元素元素周期表中原子序数从57~71（从镧至镥，称为镧系元素）的15种元素以及钪和钇，共17种元素被称为稀土元素。稀土金属在科技、生产中有广泛的用途，被誉为新材料的宝库。我国是稀土资源大国。到目前为止，我国的稀土储量、稀土产量、稀土用量和稀土出口量均居世界第一位。用途广泛的稀土元素稀土金属可单独使用，也可用于生产合金。在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能。因而稀土元素又被称为“冶金工业的维生素”。镝（Dy）制造的硬盘驱动器记忆合金原料材料应用组成/结构课堂小结性质/性能1.我国“蛟龙”号载人潜水器已成功下潜至海中7062.68米处。“蛟龙”号载人潜水器的外壳是耐超高压的钛合金，下面有关合金的说法正确的是（

）A.钛合金是一种新型金属单质

B.钛合金熔点比钛金属高C.钛合金的硬度与钛单质相同D.青铜、合金钢和硬铝都是合金D随堂演练2.下列不属于新型合金材料的是()A.储氢合金 B.形状记忆合金C.不锈钢 D.镍钴耐热合金354C随