第一节　合金.ppt

第一节合金 学习目标 1 了解合金的定义及特点 2 认识金属与合金在性能上的主要差异 知道生活中常见合金的组成 3 了解铁合金 铝合金和铜合金的组成 性能和用途 一 认识合金1 合金的概念合金 是由两种或两种以上的金属 或 与 熔合而成的具有金属特性的物质 2 合金的性质 1 一般情况下 合金比纯金属硬度更 更坚固 2 多数合金的熔点比各成分金属的 3 一般来说 合金的性质并不是各成分的性质的总和 合金具有良好的 或机械的性能 4 合金的性能可以通过所添加的合金元素的 和生成合金的 等来加以调节 如 生铁的熔点比纯铁的低 硬铝 Cu Mg Mn Si 的强度和硬度都比纯铝大 金属 非金属 大 低 物理 化学 种类 含量 条件 思考 讨论 合金与纯金属性能为何不同 答案在纯金属内 加入了其他合金元素时 合金元素的原子或大或小 改变了原子有规则的排列 1 合金原子层之间的排列不规整 滑动变得困难 增大了合金的硬度 2 加入合金元素后 由于合金元素的原子半径与原金属原子不同 使金属原子的排列变得不规整 原子间的相互作用力变小 使合金的熔点变低 二 使用合金1 铁合金生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金 生铁的含碳量为 钢的含碳量为 钢一般可分为 钢和 钢两大类 根据含碳量不同 碳素钢可分为 碳钢 碳钢和 碳钢 含碳量高 硬度较 含碳量低 韧性较 不锈钢是最常见的一种合金钢 其中除含有铁元素外 还主要含有 和 元素 2 4 3 0 03 2 碳 素 合金 高 中 低 大 强 铬 镍 2 铝合金和铜合金 1 铝合金纯铝的硬度和强度较 向铝中加入少量的合金元素如Cu Mg Si Mn Zn及稀土元素等可制成铝合金 例如 硬铝 含Cu4 Mg0 5 Mn0 5 Si0 7 2 铜合金黄铜 合金 含Zn20 36 青铜 合金 含Sn10 30 3 新型合金 1 储氢合金是一类能够大量吸收 并与H2结合成 的材料 2 钛合金 耐热合金和形状记忆合金等新型合金广泛应用于 和 等领域 Cu Zn Cu Sn H2 金属氢化 物 卫星 航空航天 生物工程 电子工业 小 思考 讨论 1 不锈钢中添加的主要元素是什么 各有什么作用 答案不锈钢中添加的元素主要是Ni和Cr Cr是防氧化元素 使不锈钢表面形成一层致密的氧化物保护膜 防止内部的Fe与外界物质接触 Ni是防腐蚀元素 使不锈钢在多种酸 碱 盐溶液中也能具有很好的化学稳定性和耐腐蚀性 2 钛合金有什么优点 答案 1 比强度高 2 热强度高 3 抗蚀性好 4 低温性能好 一 合金的结构与性质特点 1 一般情况下 合金比纯金属的硬度更大 更坚固 其原因是 如下图所示 纯金属和合金的结构并不相同 在纯金属内 所有原子的大小和形状都是相同的 原子的排列十分规整 而合金内加入了其他元素或大或小的原子 改变了金属原子有规则的层状排列 使原子层与层之间的相对滑动变得困难 2 一般情况下合金的熔点比纯金属低 其原因是 在纯金属内 所有的原子大小相同 排列十分规整 而合金内原子的大小不一 排列没有纯金属那样整齐 使得原子之间的相互作用力减小 所以 多数合金的熔点一般比各成分金属的熔点都要低 例1 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之一 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 Zn合金D Ag Zn合金 解析根据合金的概念可知 银的熔点为960 8 而锌的沸点为907 即当银熔化时 锌已气化 二者形不成合金 答案D 变式1某合金与铁的物理性质比较如下 注 硬度以金刚石为10作标准 导电性以Ag为100作标准 已知该合金耐腐蚀 强度大 从性能看 该合金不适合制作 A 门窗框B 炉具C 导线D 飞机外壳 解析从该合金与铁的性质比较 其有较高熔点 不易熔化 可制炉具 有较小的密度和较大的硬度可制门窗框和飞机外壳 该合金导电性较差 不适宜制作导线 答案C 二 合金的类型与性能应用 例2 2011年3月 日本发生了9 0级地震并引发海啸 导致处于海边的福岛核电站发生系列爆炸 作为动力系统的核反应堆的第一层护罩是锆锡合金外壳 第二层护罩是压力仓 即一个坚固结实的大锅 第三层护罩是最坚固的钢和混凝土制成的非常厚的球体 下列叙述错误的是 A 锆锡合金 钢 混凝土都属于混合物B 钢的硬度和熔沸点都高于纯铁C 锆锡合金和钢属于金属材料 混凝土属于传统的硅酸盐材料D 在高温下 钢和水蒸气可发生反应产生氢气解析钢是铁碳合金 其硬度大于纯铁 但熔点低于纯铁 答案B 变式2高功率Ni MH M表示储氢合金材料 电池已经用于混合动力汽车 其放电时的反应为 NiOOH MH M Ni OH 2 下列有关说法不正确的是 A 储氢合金是一种新型合金B 储氢合金的一大重