第一节　合金.ppt

第三章第一节 合金 隐形战斗机 青铜器 储氢汽车 金饰品 核潜艇 镁铝合金制成的自行车 材料 金属材料 非金属材料 复合材料 无机非金属材料 有机非金属材料 传统材料 新型材料 天然材料 合成材料 材料的分类 思考与交流 思考与交流 铜 思考与交流 铜 导电性好 价格便宜 思考与交流 铜 导电性好 价格便宜 软钢 底碳钢 思考与交流 铜 导电性好 价格便宜 软钢 底碳钢 价格便宜 硬度和强度较小 可塑性高 加工成型性和焊接性好 思考与交流 铜 导电性好 价格便宜 软钢 底碳钢 价格便宜 硬度和强度较小 可塑性高 加工成型性和焊接性好 钨 思考与交流 铜 导电性好 价格便宜 软钢 底碳钢 价格便宜 硬度和强度较小 可塑性高 加工成型性和焊接性好 钨 熔点最高 3410 思考与交流 铜 导电性好 价格便宜 软钢 底碳钢 价格便宜 硬度和强度较小 可塑性高 加工成型性和焊接性好 钨 铝合金 熔点最高 3410 思考与交流 铜 导电性好 价格便宜 软钢 底碳钢 价格便宜 硬度和强度较小 可塑性高 加工成型性和焊接性好 钨 铝合金 熔点最高 3410 密度小 强度大 具有较强的抗腐蚀能力 思考与交流 铜 导电性好 价格便宜 软钢 底碳钢 价格便宜 硬度和强度较小 可塑性高 加工成型性和焊接性好 钨 铝合金 不锈钢 熔点最高 3410 密度小 强度大 具有较强的抗腐蚀能力 思考与交流 铜 导电性好 价格便宜 软钢 底碳钢 价格便宜 硬度和强度较小 可塑性高 加工成型性和焊接性好 钨 铝合金 不锈钢 熔点最高 3410 密度小 强度大 具有较强的抗腐蚀能力 抗腐蚀性能好 思考与交流 1 什么是合金 你日常生活中用到的金属制品中哪些属于合金 合金是由两种或两种以上的金属 或金属与非金属 熔合而成的具有金属特性的物质 2 为什么我们使用的金属材料主要是合金 而不是纯金属 合金与金属相比 除具有金属的特性外 还具有许多比各成分金属更优良的物理 化学或机械的性能 如 硬度大 熔点低 密度小 耐磨 耐腐蚀等 一 认识合金 一 认识合金 合金的概念 由两种或两种以上的金属 或金属与非金属 融合而成的具有金属特性的物质 一 认识合金 合金的概念 由两种或两种以上的金属 或金属与非金属 融合而成的具有金属特性的物质 合金的性能 一 认识合金 合金的概念 由两种或两种以上的金属 或金属与非金属 融合而成的具有金属特性的物质 合金的性能 1 硬度较大 2 熔点一般比各成分金属低 3 合金的性能可以通过所添加的元素的种类 含量和生成合金的条件等来加以控制 一 认识合金 合金的概念 由两种或两种以上的金属 或金属与非金属 融合而成的具有金属特性的物质 思考 为什么在纯金属加入其他元素形成合金以后 它的性能与纯金属有很大的差异呢 合金的性能 1 硬度较大 2 熔点一般比各成分金属低 3 合金的性能可以通过所添加的元素的种类 含量和生成合金的条件等来加以控制 纯金属和合金的结构不同 纯金属内原子的排列十分规整 合金内原子层之间的相对滑动变得困难 改变了金属原子有规则的层状结构 学与问 固体的熔点与原子排列是否规整有关 你能否根据图3 1简单解释为什么多数合金的熔点一般比各成分金属的底吗 学与问 固体的熔点与原子排列是否规整有关 你能否根据图3 1简单解释为什么多数合金的熔点一般比各成分金属的底吗 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 多数金属的熔点一般比各成分金属的底 二 使用合金 二 使用合金 1 铁合金 二 使用合金 1 铁合金 铁碳合金 钢 二 使用合金 1 铁合金 铁碳合金 钢 二 使用合金 1 铁合金 生铁 含碳量为2 4 3 用途 生铁硬度大 抗压 性脆 可以铸造成型 是制造机座 管道的重要材料 铁碳合金 钢 二 使用合金 1 铁合金 生铁 钢 含碳量为2 4 3 含碳量为0 03 2 用途 生铁硬度大 抗压 性脆 可以铸造成型 是制造机座 管道的重要材料 用途 钢有良好的延展性 机械性能好 用于制造机械和交通工具 铁碳合金 钢 二 使用合金 1 铁合金 生铁 钢 含碳量为2 4 3 含碳量为0 03 2 用途 生铁硬度大 抗压 性脆 可以铸造成型 是制造机座 管道的重要材料 用途 钢有良好的延展性 机械性能好 用于制造机械和交通工具 铁碳合金 钢 碳素钢 合金钢 不锈钢 合金元素为铬Cr和镍Ni 低碳钢 中碳钢 高碳钢 二 使用合金 1 铁合金 生铁 钢 含碳量为2 4 3 含碳量为0 03 2 用途 生铁硬度大 抗压 性脆 可以铸造成型 是制造机座 管道的重要材料 用途 钢有良好的延展性 机械性能好 用于制造机械和交通工具 铁碳合金 钢 碳素钢 合金钢 不锈钢 合金元素为铬Cr和镍Ni 低碳钢 中碳钢 高碳钢 学与问 日常生活中常用的不锈钢在大气中抗腐蚀能力很强 但在海水中会被腐蚀 这对你有什么启示 学与问 日常生活中常用的不锈钢在大气中抗腐蚀能力很强 但在海水中会被腐蚀 这对你有什么启示 不锈钢放在海水中 海水中的氯离子会使这种不锈钢发生腐蚀 不锈钢具有抗大气 酸 碱 盐等腐蚀作用的合金钢的总称 不锈钢的含义可归纳为三种 1 狭义型 仅指在无污染大气中不生锈的钢 2 习惯型 指狭义型含义的不锈钢和耐酸钢的统称 3 广义型 指习惯型含义的不锈钢和不锈耐热钢的泛称 不锈钢种类繁多 性能各异 按化学成分可分为铬不锈钢和铬镍不锈钢两大类 按使用的介质环境可分为耐硝酸不锈钢 耐硫酸不锈钢和耐海水不锈钢等 2 铝合金 向纯铝中加入合金元素如Cu Mg Si Mn Zn及稀土金属 2 铝合金 向纯铝中加入合金元素如Cu Mg Si Mn Zn及稀土金属 硬铝 Cu40 Mg0 5 Mn0 5 Si7 性能 密度小 强度大 抗腐蚀 用途 飞机和宇宙飞船 2 铝合金 向纯铝中加入合金元素如Cu Mg Si Mn Zn及稀土金属 硬铝 Cu40 Mg0 5 Mn0 5 Si7 性能 密度小 强度大 抗腐蚀 用途 飞机和宇宙飞船 2 铝合金 向纯铝中加入合金元素如Cu Mg Si Mn Zn及稀土金属 硬铝 Cu40 Mg0 5 Mn0 5 Si7 性能 密度小 强度大 抗腐蚀 用途 飞机和宇宙飞船 3 铜合金 2 铝合金 向纯铝中加入合金元素如Cu Mg Si Mn Zn及稀土金属 硬铝 Cu40 Mg0 5 Mn0 5 Si7 性能 密度小 强度大 抗腐蚀 用途 飞机和宇宙飞船 3 铜合金 黄铜 Cu Zn 含Zn20 36 青铜 Cu Sn 含Sn10 30 白铜 Cu Ni 含Ni10 30 2 铝合金 向纯铝中加入合金元素如Cu Mg Si Mn Zn及稀土金属 硬铝 Cu40 Mg0 5 Mn0 5 Si7 性能 密度小 强度大 抗腐蚀 用途 飞机和宇宙飞船 3 铜合金 黄铜 Cu Zn 含Zn20 36 青铜 Cu Sn 含Sn10 30 白铜 Cu Ni 含Ni10 30 思考与交流 1 铸造硬币的合金应该具有什么性质 为什么 答 铸造硬币的合金应该具有一定的硬度 能耐磨损和抗腐蚀 这样硬币才可以使用一定的年限 铸造硬币的合金也不能太硬 否则 硬币上的图案和数字不易被压印出来 铸造硬币的合金也不能太昂贵 等等2 你从1元 5角和1角硬币的材质不同能得出什么结论 答 三种金属的价值 镍 铜 铝 思考与交流 3 你认为铸造硬币所用合金的实际价值是低于面值 等于面值 还是高于面值 如果高于面值 人们可能会怎么做 答 铸造硬币所用合金的实际价值应该低于面值 如果高于面值 人们可能会把硬币收藏起来或高价出售 而不当作货币使用 金合金 24K金和18K金 1 储氢合金室温下吸收氢气速度快 放出氢气快 2 钛合金 3 耐热合金 4 形状记忆合金 5 泡沫合金 4 新型合金 氢燃料电池汽车上的储氢罐 形状记忆合金制成的水龙头上的温度调节装置 形状记忆合金制成的 蝴蝶 可模仿肌肉的收缩 形状记忆合金制成的移动跳跃的机器人 储氢合金 Ti FeLa Ni 形状记忆合金 合金的形状被改变之后 一旦加热到一定的跃变温度时 它又可以魔术般地变回到原来的形状 人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金 储氢合金 Ti FeLa Ni 形状记忆合金 合金的形状被改变之后 一旦加热到一定的跃变温度时 它又可以魔术般地变回到原来的形状 人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金 铝合金在早期战斗机上确实占有相当大的份额 一般70 以上 其次是钢 约占20 不过就目前来看 铝合金和钢在先进战斗机上的用量已经逐渐缩小 而钛合金和树脂基复合材料的用量则不断爬升 美国即将服役的F 22飞机来说 钛合金的用量已跃居首位 41 树脂基复合材料的用量也迅速上升坐上了第二把交椅 24 而铝合金和钢的用量却分别降至第三位 15 和第四位 5 美国正在研制的JSF飞机 波音公司的X 32方案和格克希德 马丁公司的X 35方案都将广泛地 大量地采用钛合金 X 35的复合材料计划用量大致与F 22相当 而X 32上复合材料的计划用量竟高达40 左右 铝合金的密度虽小 但由于强度显著低于钛合金 其 比强度 仍不及钛合金 尤其当零部件工作温度较高时 使用温度上限较低的铝合金更不得不让位给钛合金 B 2隐形轰炸机无机身 无前翼 无尾翼 被称为 三无 古怪飞机 其雷达反射面积仅有0 1 0 3平方米 在雷达荧光屏上的反映只相当于一个飞行中的 蜂鸟 F 117A战斗机周身几乎全由直线构成 机体表面使用了6种不同的雷达吸波涂层材料 大大降低了雷达探测度 F 117隐形飞机 1 用于飞机制造业的重要材料是 练一练 A 镁铝合金B 铜锡合金C 铝硅合金D 不锈钢 1 用于飞机制造业的重要材料是 练一练 A 镁