铁合金课件-高一上学期化学人教版

3.2.1铁合金核心素养目标1.宏观辨识与微观探析：能从宏观上认识铁合金的性能和用途，从微观角度探析合金性能优于纯金属的原因，理解合金成分与性能的关系。2.变化观念与平衡思想：认识通过改变合金的成分，可以调节合金的性能，体会物质的组成、结构与性质的动态变化关系，形成物质变化可通过改变条件来调控的观念。3.科学态度与社会责任：通过对铁合金知识的学习，感受化学在材料科学中的重要性，培养严谨求实的科学态度；结合铁合金在生活、生产及超级钢等前沿领域的应用，认识化学对社会发展、科技进步的贡献，增强社会责任感。学习重难点学习重点​1.铁合金（生铁、钢、不锈钢等）的成分与性能、用途的关系；2.合金性能优于纯金属的原因。学习难点​1.从微观结构角度解释合金性能与纯金属的差异；2.理解合金元素对钢性能的影响。课前导入生活中，我们能看到下水井盖是生铁铸造的，地铁列车车体用不锈钢制造，还有各种机械零件用不同的钢制作。为什么不同的金属制品会选用不同的铁合金呢？铁合金和纯铁在性能上有什么区别？合金及其性质合金及其性质1.合金的含义：合金是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。在纯金属内加入其他元素形成合金以后，结构发生了变化，使合金的性能与纯金属有很大的差异。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合金及其性质2.合金的特性（1）一般情况下，合金的硬度比其成分金属的大。（2）合金的熔点一般比其成分金属的低。（3）合金的导电性和导热性一般低于任一成分金属。如镍铬铝铁、镍铬铝铜等合金具有很高的电阻率，可用于制造电路中的精密元件。（4）合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节。铁合金生铁和钢铁合金含碳量不同生铁（含碳量为2%~4.3%）钢（含碳量为0.03%~2%）硬度大、抗压，性脆、可以铸造成型延展性良好，机械性能好，可以锻轧和铸造钢的分类钢碳素钢合金钢低碳钢中碳钢高碳钢(低于0.3%)(0.3%~0.6%)(高于0.6%)韧性、焊接性好，但强度低，用于制造钢板、钢丝和钢管等强度高，韧性及加工性好，用于制造钢轨、车轮和建材等硬而脆，热处理后弹性好，用于制造器械、弹簧和刀具等（根据含碳量不同）碳素钢的含碳量越高，硬度越大；含碳量越低，韧性越好。钢的分类合金钢也叫特种钢，是在碳素钢里适量地加入一种或几种合金元素，使钢的组织结构发生变化，从而使钢具有各种特殊性能，如强度、硬度大，可塑性、韧性好，耐磨，耐腐蚀等。钢的分类——合金钢名称主要元素主要特性主要用途不锈钢超级钢锰钢硅钢钨钢铁、铬、镍Fe、Mn、C、Al、V铁、锰铁、硅铁、钨比较稳定，不易生锈，具有很强的抗腐蚀能力强度很大，能够实现钢板的轻薄化医疗器材、厨房用具和餐具、地铁列车的车体材质等汽车、航空和航天等领域钢轨、轴承、钢模、挖掘机铲斗、坦克装甲变压器、发电机和电动机中的铁芯刀具耐高温、硬度大韧性好，硬度大导磁性好钢的分类碳素钢在碳素钢中，由于含碳量不同，高碳钢、中碳钢和低碳钢的性能有很大差异；向碳素钢中加入不同的合金元素，可制得不同性能的合金钢。这对你有什么启示？与同学讨论。碳素钢中其他元素原子的加入改变了铁原子的规则层状排列，不同合金元素或者不同比例的同一合金元素，对原子规则排列的改变不同，因而制得的合金性能也有差异；我们可依据钢的使用条件，加入不同的合金元素；利用各种合金元素的不同性质，可以制得具有多种优良性能的合金，以满足各种不同的性能要求；少量的某种元素可能会对合金的性质造成很大的影响。钢中合金元素的主要作用合金元素主要作用铬(Cr)增强耐磨性和抗氧化性；增强高温强度；提高高碳钢的耐磨性等锰(Mn)防止硫引起的脆性；增强钢的强度和韧性等钼(Mo)降低脆性；增强高温强度；提高红热时的硬度和耐磨性等钨(w)提高高温时的强度和硬度；增强工具钢的耐磨性等钴(Co)提高红热时的硬度和耐磨性；用于制造磁性合金等镍(Ni)增强低温时的韧性；改变高铬钢的内部结构等硅(si)提高低合金钢的强度和硬度；增强高温时的抗氧化性等化学与职业在一些金属材料研究机构，有一批工程师专门从事金属材料的测试工作。他们运用各类高精度化学检测仪器或化学检测方法，对合金等金属材料或冶炼产品中的微量、常量杂质元素，以及金属材料中

C、H、O、N、S的含量等进行定性和定量分析，以获得金属材料的组成及其含量，为一些研究单位和企业提供相关的分析测试数据和质量检测结果等。例如，若需要对某不锈钢进行等级判断，测试工程师可测出其中的某些组成元素及其含量，并根据标准确定不锈钢的等级。测试工程师测试工程师在工作新型合金储氢合金（1）含义：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。（2）具有实用价值的储氢合金的要求：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、L—Ni合金等。（3）价值：解决了H2的安全储存和运输问题。其他几种新型合金钛合金、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。其他几种新型合金合金名称主要性质主要用途钛合金耐热合金形状记忆合金熔点高、密度小、可塑性好、易于加工、机械性能好、抗腐蚀性能强等。广泛用于火箭、导弹、航天飞机、船舶、化工和通信设备等。高温下具有高的抗氧化性、抗蠕变性与持久强度。主要应用于航空、舰艇、火箭等领域。在加热升温后能完全消除其在较低温度下发生的变形，恢复其变形前的原始形状。在航空航天、临床医疗等领域有着广泛的应用，如宇宙飞船的天线、人造骨骼、心脏修补器、手术缝合线等。用途广泛的稀土金属在金属元素中，有一类性质相似，并在自然界共生在一起的稀土元素，它们是元素周期表中原子序数从57~71的15种元素以及钪和钇，共17种元素。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。稀土金属既可单独使用，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”。例如，在钢中加入稀土元素，可以增加钢的塑性、韧性、耐磨性、耐热性、耐腐蚀性和抗氧化性等。因此，稀土金属广泛应用在冶金、石油化工、材料工业、医药及农业等领域。稀土元素镝（Dy）常用于制造硬盘驱动器随堂测试1.关于生铁和钢的区别正确的是（）

A．生铁属于纯净物，钢属于混合物

B．生铁比钢的含碳量更高

C．生铁比钢弹性更好

D．生铁属于铁-碳合金，钢也是合金但不含碳B随堂测试2.社会的进步与时代的发展充满了人类智慧的结晶。下列有关

说法中错误的是（

）

A．合金为纯净物，具有许多优良的物理、化学或机械性能

B．不锈钢是最常见的一种合金钢，不容易生锈。

C．商朝的“后母戊鼎”是我国较早使用的铜制品之一

D．近年来，人们又设计和合成了许多新型合金。如储氢合金、钛合金等A随堂测试3.下列说法正确的是（

）

A．合金一般由多种元素组成，属于化合物

B．常温下，铝制品耐腐蚀是因为铝不活泼

C．新型储氢合金因具有较大空隙，通过物理吸附大量H2而广泛用于新能源汽车行业

D．合金中加入其他元素原子后，使原子层之间的相对滑动变得困难，导致