用途广泛的金属材料教材

1、第三节第三节 用途广泛的金属材料用途广泛的金属材料 在日常生产、生活和科学技术中，金属材料在日常生产、生活和科学技术中，金属材料是非常重要的。我们周围的很多物品都是由金属是非常重要的。我们周围的很多物品都是由金属材料制成的。你知道它们的组成吗材料制成的。你知道它们的组成吗? ?1.1.认识金属与合金在性能上的主要差异。认识金属与合金在性能上的主要差异。2.2.知道生活中常见合金铁合金及铜合金的主要成知道生活中常见合金铁合金及铜合金的主要成分及性能。分及性能。( (重点重点) )3.3.知道怎样正确选用金属材料知道怎样正确选用金属材料。4.4.了解稀土金属材料的成分、特殊性能及其应用。了解稀土金

2、属材料的成分、特殊性能及其应用。复习讨论：复习讨论： 你能根据常见的金属的用途说出金属有你能根据常见的金属的用途说出金属有哪些物理共性？哪些物理共性？物理通性：物理通性：1 1、不透明，具有较好延展性，导电、导热性；、不透明，具有较好延展性，导电、导热性；2 2、除、除汞是液体汞是液体外，其他在常温下是固体；外，其他在常温下是固体；3 3、除、除金、铜金、铜等少数具有特殊颜色外，其余等少数具有特殊颜色外，其余为银白色为银白色；4 4、密度，熔点、硬度差异大；、密度，熔点、硬度差异大；人类使用材料的进化顺序人类使用材料的进化顺序材料的分类材料的分类石器时代石器时代铜器时代铜器时代铁器时代铁器时代

3、材材 料料金属材料金属材料非金属材料非金属材料合成高分子材料合成高分子材料智能材料智能材料合金材料合金材料纯金属纯金属功能功能高高分子材料分子材料分离膜分离膜传感膜传感膜热电膜热电膜仿生材料仿生材料隐形材料隐形材料液晶材料液晶材料合成材料合成材料我们很少使用纯金属，主要使用合金。我们很少使用纯金属，主要使用合金。铝合金锅铝合金锅钛合金羽毛球拍钛合金羽毛球拍镍合金门锁镍合金门锁【学与问【学与问】常见合金的重要应用常见合金的重要应用 初中曾学过有关合金的一初中曾学过有关合金的一些知识，你还记得什么是合金些知识，你还记得什么是合金吗？合金有哪些优良的性质？吗？合金有哪些优良的性质？ 你知道合金在生活

4、中有哪你知道合金在生活中有哪些用途吗？举出一些例子。些用途吗？举出一些例子。1、定义：、定义：2、性质：、性质：合金具有许多优良合金具有许多优良物理物理、化学化学和和机械性能机械性能合金的合金的熔点熔点通常通常低于低于它的成分金属它的成分金属合金的合金的硬度硬度通常通常高于高于它的成分金属它的成分金属合金的合金的物理性质物理性质通常通常不同于不同于它的成分金属它的成分金属合金的合金的化学性质化学性质通常通常相同于相同于它的成分金属它的成分金属学与问：学与问：镁铝合金制成的自行车镁铝合金制成的自行车铝合金制成的车载桌铝合金制成的车载桌十二生肖兽首铜像十二生肖兽首铜像虎首虎首锰钢制成的钢轨锰钢制成

5、的钢轨 白白铜：铜：主要含铜、镍和锌（少量锰）主要含铜、镍和锌（少量锰） ，它不容易，它不容易生铜绿，常用于制造精密仪器和装饰品。生铜绿，常用于制造精密仪器和装饰品。青铜青铜：主要含铜、锡和铅主要含铜、锡和铅，有，有良好的强度和塑性、耐磨、耐良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀，主要用于制造机器零件腐蚀，主要用于制造机器零件如轴承、齿轮等。如轴承、齿轮等。黄铜黄铜：主要含铜和锌（少量锡、铅、铝）主要含铜和锌（少量锡、铅、铝），有，有良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀，主要用良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀，主要用于制造机器零件、仪表和日用品。于制造机器零件、仪表和日用品。锰铜：铜锰合金，具有极高的电阻

6、。锰铜：铜锰合金，具有极高的电阻。司母戊鼎司母戊鼎黄铜（黄铜（CuZn，Zn20%36%）古代称为药金，密度比黄金小，外观与金古代称为药金，密度比黄金小，外观与金非常相似，常被误认为是黄金。假如是你，非常相似，常被误认为是黄金。假如是你，你怎样来判别你怎样来判别“药金药金”和黄金？和黄金？黄金的特点之一就是柔软，人们常在黄金中加入黄金的特点之一就是柔软，人们常在黄金中加入银、铜、锌等金属以增加黄金的强度和韧性。银、铜、锌等金属以增加黄金的强度和韧性。黄黄金的纯度越高其越金的纯度越高其越柔软，柔软，纯度越低其越硬。黄金纯度越低其越硬。黄金的纯度在的纯度在珠宝首饰行业通常用珠宝首饰行业通常用K K

7、表示。表示。K K数与含金数与含金量的关系式：量的关系式：Au% = K/24 100% ，即，即1 K=4.166% 如如18K（75%）、）、22K（91.6%）、）、24K（100%） 理论说法，实际不存在，但有足金（含金量不少理论说法，实际不存在，但有足金（含金量不少于于9999）、千足金（含金量不少于）、千足金（含金量不少于99.999.9）的说）的说法法 钢钢碳素钢：碳素钢：铁和碳的合金铁和碳的合金合金钢：合金钢：在碳素钢在碳素钢中加入铬、锰、钨、中加入铬、锰、钨、镍、钼、钴等元素镍、钼、钴等元素低碳钢低碳钢含碳量低于含碳量低于0.3%0.3%中碳钢中碳钢含碳量含碳量0.3%0.3

8、%0.6%0.6%高碳钢高碳钢含碳量高于含碳量高于0.6%0.6%（1 1）钢的种类）钢的种类2.2.铁合金：铁合金：镍、铬镍、铬不锈钢，抗腐性不锈钢，抗腐性 强，不易氧化强，不易氧化铬、钨铬、钨高塑钢，硬度高塑钢，硬度 大，韧性很强大，韧性很强锰、硅锰、硅锰硅钢，韧性特强锰硅钢，韧性特强根据含碳量分为生铁和钢。根据含碳量分为生铁和钢。用量最大用量最大, ,用途最广用途最广的合金的合金【提示【提示】碳素钢中的含碳量越低，钢的韧性越好，碳素钢中的含碳量越低，钢的韧性越好，硬度越小；含碳量越高，硬度越小；含碳量越高，钢的韧性越差，钢的韧性越差，钢的硬度钢的硬度越大。越大。【想一想【想一想】碳素钢中

9、的含碳量与其韧性有怎样的关系？碳素钢中的含碳量与其韧性有怎样的关系？铁的合金铁的合金生铁生铁钢钢C(%)C(%) 其他杂质其他杂质机械性能机械性能 （2 2）生铁与钢的比较）生铁与钢的比较2%2%4.3%4.3%0.03%0.03%2%2%SiSi、MnMn、S S、P P（较多）（较多）SiSi、MnMn、S S、P P（较少）（较少）质硬而脆、质硬而脆、无韧性无韧性坚硬、韧性大、坚硬、韧性大、 可塑性好可塑性好 名名 称称 组组 成成 主要性质主要性质主要用途主要用途铝合金铝合金含镁含镁10%10%30%30%硬度和强度都比纯硬度和强度都比纯铝和纯镁大铝和纯镁大火箭、飞机、轮火箭、飞机、轮

10、船等制造业船等制造业硬铝硬铝含铜含铜4%4%、镁、镁0.5%0.5%、锰、锰0.5%0.5%、硅硅0.7%0.7%硬度和强度都比纯硬度和强度都比纯铝和纯镁大铝和纯镁大火箭、飞机、轮火箭、飞机、轮船等制造业船等制造业钛合金钛合金含铝含铝6%6% 钒钒4%4%耐高温、耐腐蚀、耐高温、耐腐蚀、高强度高强度用于飞机、宇航、用于飞机、宇航、化学工业化学工业金合金金合金加入银、铜、加入银、铜、稀土元素等稀土元素等有光泽、易加工、有光泽、易加工、耐磨、耐腐蚀耐磨、耐腐蚀金饰品、电子元金饰品、电子元件、钱币、笔尖件、钱币、笔尖（3 3）其他几种常见合金的组成、性质、用途）其他几种常见合金的组成、性质、用途新型

11、合金新型合金储氢合金：储氢合金：TiFe, LaNi钛合金：钛合金：Ti，V，Fe，Al等，等， 飞机起落架飞机起落架耐热合金：耐热合金：喷气式飞机的发动机叶片喷气式飞机的发动机叶片记忆合金：记忆合金：泡沫合金：泡沫合金：【提示【提示】（1 1）火烧法：俗话说真金不怕火炼，火烧）火烧法：俗话说真金不怕火炼，火烧后真金颜色不变，后真金颜色不变， CuCuZnZn合金表面变暗。合金表面变暗。（2 2）酸溶法：用醋酸或盐酸浸泡，若有气泡产生，）酸溶法：用醋酸或盐酸浸泡，若有气泡产生，则为假元宝。则为假元宝。元宝的成分是元宝的成分是Au,Au,有些不法之徒却用有些不法之徒却用Cu-ZnCu-Zn合金制

12、成合金制成假元宝、假首饰来骗人。运用你所学的知识，想一假元宝、假首饰来骗人。运用你所学的知识，想一想用什么方法可以揭穿他们呢想用什么方法可以揭穿他们呢? ?【学与用【学与用】记忆金属记忆金属 随着社会的发展，我们对金属的认识也在增随着社会的发展，我们对金属的认识也在增加。并且，也希望新的材料的诞生。也许在不加。并且，也希望新的材料的诞生。也许在不远将来，我们都会拥有一辆由远将来，我们都会拥有一辆由“记忆金属记忆金属”制制作的汽车，我们再也不怕把汽车碰撞的凹凸不作的汽车，我们再也不怕把汽车碰撞的凹凸不平而心痛惋惜了。这种平而心痛惋惜了。这种“记忆金属记忆金属”即是即是镍钛镍钛合金合金。如把这样一

13、块金属进行加热，它将形成。如把这样一块金属进行加热，它将形成一定的形态。冷却后，任意揉皱，或使它弯曲，一定的形态。冷却后，任意揉皱，或使它弯曲，再加热后，它又恢复了原状。再加热后，它又恢复了原状。黑色金属黑色金属有色金属有色金属 铁、铬、锰及其合金铁、铬、锰及其合金 除了黑色金属以外的金属除了黑色金属以外的金属 轻金属轻金属重金属密度小于密度小于4.5g/cm4.5g/cm3 3的金属的金属 密度大于密度大于4.5g/cm4.5g/cm3 3的金属的金属 资料卡片：金属材料的分类资料卡片：金属材料的分类 金属单质金属单质 合金合金组成组成 冶金冶金密度密度 某家庭准备装修窗户某家庭准备装修窗户

14、( (计划使用计划使用1010年年),),可供选用可供选用的材料有木材、钢铁、铝合金、塑钢。请调查分析选的材料有木材、钢铁、铝合金、塑钢。请调查分析选用哪种材料比较好？说明理由。用哪种材料比较好？说明理由。正确选用金属材料正确选用金属材料【提示【提示】选用材料时，常常考虑以下几个方面：主要选用材料时，常常考虑以下几个方面：主要用途、外观、物理性质、化学性质、价格、加工难度、用途、外观、物理性质、化学性质、价格、加工难度、日常维护、对环境的影响等。日常维护、对环境的影响等。【思考与交流】 金属材料的选用要从多方面考虑，既要考虑实用金属材料的选用要从多方面考虑，既要考虑实用美观，又要考虑成本低、保

15、护环境、物尽其用等诸方美观，又要考虑成本低、保护环境、物尽其用等诸方面因素。面因素。 我国的金属资源不够丰富，人均占有量低。合理我国的金属资源不够丰富，人均占有量低。合理利用金属，保护现有资源，最大限度地减少开采过程利用金属，保护现有资源，最大限度地减少开采过程中对环境的破坏，回收废旧金属，实现循环利用等是中对环境的破坏，回收废旧金属，实现循环利用等是需要我们每个人都必须付出努力的。需要我们每个人都必须付出努力的。请你扮演下列不同的角色对请你扮演下列不同的角色对“是否应该停止使是否应该停止使用铝质饮料罐用铝质饮料罐”谈一谈自己的看法。谈一谈自己的看法。A.A.饮料公司老板的心思饮料公司老板的心

16、思B.B.开采铝矿工人的声音开采铝矿工人的声音C.C.生产铝质饮料罐工人诉求生产铝质饮料罐工人诉求D.D.售货员的话售货员的话E.E.消费者有话要说消费者有话要说F.F.环保官员的呼吁环保官员的呼吁G.G.回收公司人员的说法回收公司人员的说法 【实践活动】 稀土金属有着广泛的稀土金属有着广泛的用途，它既可以单独使用，用途，它既可以单独使用，也可用于生产合金。在合也可用于生产合金。在合金中加入适量稀土金属，金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能。它被广泛应用在冶金、石能大大改善合金的性能。它被广泛应用在冶金、石油化工、材料工业、医药及农业等领域。油化工、材料工业、医药及农业等领域。含稀土元素

17、的汽车尾气净化器含稀土元素的汽车尾气净化器【科学视野】用途广泛的稀土金属用途广泛的稀土金属金属材料金属材料按成分按成分纯金属纯金属合金合金按性能特点按性能特点黑色金属黑色金属（铁、铬、锰及其合金）（铁、铬、锰及其合金）有色金属有色金属2.2.下列几种合金中硬度最大的是下列几种合金中硬度最大的是A A生铁生铁 B B低碳钢低碳钢 C C中碳钢中碳钢 D D高碳钢高碳钢1 1合金具有优良的机械性能，用途广泛。下列物合金具有优良的机械性能，用途广泛。下列物质属于合金的是质属于合金的是A. A. 铜铜 B B钢钢C C金刚石金刚石 D D石英石英 生铁的熔点比生铁的熔点比铁低，但机械铁低，但机械强度和

18、硬度比强度和硬度比铁高！铁高！3 3关于合金性质的说法中，错误的是关于合金性质的说法中，错误的是A A多数合金的硬度一般比其各成分金属的硬度高多数合金的硬度一般比其各成分金属的硬度高 B B多数合金的熔点一般比其各成分金属的熔点低多数合金的熔点一般比其各成分金属的熔点低C C合金的物理性质一般与其各成分金属的物理性合金的物理性质一般与其各成分金属的物理性质不同质不同 D D合金的化学性质一般与其各成分金属的的化学合金的化学性质一般与其各成分金属的的化学性质不同性质不同4.4.物质的性质决定了物质的用途，下面列出了金属物质的性质决定了物质的用途，下面列出了金属的几种性质：的几种性质：导热性、导热性、导电性、导电性、还原性、还原性、延展性、延展性、具有金属光泽。请在下面金属用途后的具有金属光泽。请在下面金属用途后的横线上填上对应的序号。横线上填上对应的序号。（1 1）用铝定制成包装用的铝