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1、第三章 金属及其化合物 用途广泛的的金属材料第一页，共三十三页。它们是纯金属做的吗？它们是纯金属做的吗？第二页，共三十三页。铝铝合金锅合金锅钛钛合金羽毛球拍合金羽毛球拍镍镍合合金金门门锁锁我们很少使用纯金属，而主要使用合金。我们很少使用纯金属，而主要使用合金。第三页，共三十三页。一、合金的概念及特性：一、合金的概念及特性：合金合金: :由两种或两种以上的由两种或两种以上的金属金属或（金属与或（金属与非金属非金属）熔合）熔合而成而成的的, ,具有具有金属特性金属特性的物质的物质。1 1、合金的概念、合金的概念 ：第四页，共三十三页。合金中合金中一定一定含有金属元素含有金属元素合金中也合金中也可能
2、可能含有非金属元素；含有非金属元素；多数合金是混合物；多数合金是混合物；合金中各成分仍保持其化学性质合金中各成分仍保持其化学性质通过熔合条件形成通过熔合条件形成 判断：判断：第五页，共三十三页。2、合金的特性：、合金的特性：一般情况下，合金与其纯金属成分相比较一般情况下，合金与其纯金属成分相比较（1 1）硬度大于）硬度大于任意成分金属任意成分金属。（如：铝合金比纯铝硬、铁合金比纯铁的硬度大如：铝合金比纯铝硬、铁合金比纯铁的硬度大）（2 2）熔点低于）熔点低于任意成分金属任意成分金属。（如：保险丝如：保险丝 、 生铁的熔点比纯铁的低；生铁的熔点比纯铁的低；）（3 3）常具有优良的）常具有优良的物
3、理、化学物理、化学或或机械机械的性能。的性能。（4 4）导电性和导热性低于任一组分金属。）导电性和导热性低于任一组分金属。 3、合金的性能影响因素：、合金的性能影响因素：使用不同的原料使用不同的原料 方法：添加不同元素方法：添加不同元素改变原料配比改变原料配比 方法：改变各自的含量方法：改变各自的含量改变制造工艺改变制造工艺 方法：改变熔合条件方法：改变熔合条件第六页，共三十三页。 二、常见的合金及用途：二、常见的合金及用途：(一一) 铜合金铜合金的种类很多，常见的有：的种类很多，常见的有：1.青铜青铜 2.黄铜黄铜 3.白铜白铜 第七页，共三十三页。1.青铜（主要含锡、铅）青铜（主要含锡、铅
4、）有良好的强度和塑性、耐磨、有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀，主要用于制机器零件如耐腐蚀，主要用于制机器零件如轴承、齿轮轴承、齿轮等。等。是我国使用最早的合金是我国使用最早的合金19391939年在年在河南安阳殷墟河南安阳殷墟出土出土的的商代商代后期制作的后期制作的司母戊鼎司母戊鼎属于属于青铜制品青铜制品。第八页，共三十三页。2.黄铜（黄铜（CuZn，Zn20%36%） 古代称为药金，密度比黄金小，外观与金非常相似，常古代称为药金，密度比黄金小，外观与金非常相似，常被误认为是黄金。被误认为是黄金。假如是你，你怎样来判别假如是你，你怎样来判别“药金药金”和黄和黄金？金？黄铜：黄铜：主要含铜和锌，
5、有良好的强度和塑性、易加工、耐腐主要含铜和锌，有良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀，主要用于制机器零件、仪表和日用品。蚀，主要用于制机器零件、仪表和日用品。第九页，共三十三页。白铜：不容易生铜绿，常用于制造精密仪器和装饰品。白铜：不容易生铜绿，常用于制造精密仪器和装饰品。 3.白铜（白铜（Cu和镍）和镍）象象象象 尊尊尊尊斗斗斗斗 牛牛牛牛麒麟麒麟麒麟麒麟马踏飞燕马踏飞燕马踏飞燕马踏飞燕第十页，共三十三页。 4.锰铜锰铜具有极高的电阻。具有极高的电阻。工业上常用工业上常用铜合金铜合金来制造各种机械零件来制造各种机械零件第十一页，共三十三页。 （二）（二）. 铁合金铁合金生铁生铁钢钢（含碳量在（含
6、碳量在24.3之间之间,还含硅、还含硅、锰及少量硫、磷锰及少量硫、磷 ）碳素钢碳素钢低碳钢低碳钢（含碳（含碳0.30.6）高碳钢高碳钢（含碳（含碳0.030.3）中碳钢中碳钢（含碳（含碳0.62 ） 在碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、在碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、钼、钴等合金元素钼、钴等合金元素(如如不锈钢不锈钢)。钢的钢的含碳量越低含碳量越低，韧性越，韧性越好好，硬度越，硬度越低低； 含碳量越高含碳量越高，韧性越，韧性越差差，硬度越，硬度越高高。根根据据含含碳碳量量合金钢：合金钢：第十二页，共三十三页。 注意：注意：生铁生铁和和钢钢就是就是铁的合金铁的合金，其中其中钢钢是使用量最大、用途最广的合
7、金。是使用量最大、用途最广的合金。生铁的含碳量为生铁的含碳量为2%4.3%之间；之间；钢的含碳量在钢的含碳量在0.03%2%之间。之间。第十三页，共三十三页。 合金钢可用于制不锈钢及各种特种钢。合金钢可用于制不锈钢及各种特种钢。第十四页，共三十三页。*变形的钢轨变形的钢轨第十五页，共三十三页。 拓展知识：拓展知识：不锈钢不锈钢 为了防生锈在合金中加入为了防生锈在合金中加入铬铬和和镍镍，这，这种钢称为不锈钢。种钢称为不锈钢。 不锈钢不锈钢通常是指通常是指含铬量含铬量在在1230%的的合金钢合金钢。第十六页，共三十三页。其它几种常见合金的组成、性质和用途其它几种常见合金的组成、性质和用途名称名称组
8、成组成主要用途主要用途铝合金铝合金含有含有10%-30%10%-30%的镁的镁火箭、飞机、火箭、飞机、轮船等制造业轮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%火箭、飞机、火箭、飞机、轮船等制造业轮船等制造业钛合金钛合金含铝含铝6%6%、钒、钒4%4%用于飞机、用于飞机、宇航、化学工业宇航、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金饰品、电子元金饰品、电子元件、钱币、笔尖件、钱币、笔尖第十七页，共三十三页。铝合金铝合金特点：密度小、强度高、抗腐蚀强特点：密度小、强度高、抗腐蚀强用途：制造飞机和宇宙飞船用途：制
9、造飞机和宇宙飞船 为什么铝被称为为什么铝被称为“有翼的金属有翼的金属” “会飞的金属会飞的金属”？第十八页，共三十三页。*镁铝合金：镁铝合金：含有硅、铜、锌、锰等元素。含有硅、铜、锌、锰等元素。具有质轻、坚韧、机械性能较好等许多优良性质，具有质轻、坚韧、机械性能较好等许多优良性质，用途广泛，做机械零件、车船材料、门窗等。用途广泛，做机械零件、车船材料、门窗等。第十九页，共三十三页。*镁铝合金制成的自行车镁铝合金制成的自行车第二十页，共三十三页。 新型合金新型合金喷气式飞机的发动机叶片。喷气式飞机的发动机叶片。 储氢合金：储氢合金： 钛合金：钛合金：耐热合金：耐热合金：记忆合金：记忆合金：泡沫合
10、金：泡沫合金：TiFe, LaNiTi，V，Fe，Al等，等，飞机起落架。飞机起落架。第二十一页，共三十三页。主要用途主要用途 外观外观 物理性质物理性质 化学性质化学性质 价格价格 加工难度加工难度 日常维护日常维护 对环境的影响对环境的影响 三、正确选用金属材料三、正确选用金属材料选择材料时，常常要考虑几个方面：选择材料时，常常要考虑几个方面：第二十二页，共三十三页。 常见金属之最常见金属之最密度最大的是密度最大的是 ；硬度最大的是硬度最大的是 ；熔点最低的是熔点最低的是 ；熔点最高的是熔点最高的是 ；延性最好的是延性最好的是 ；展性最好的是展性最好的是 ；导电性最好的是导电性最好的是 ；
11、地地壳壳中中含含量量最最多多的的金金属属元元素素是是 ； OsCrHgWPtAuAgAl第二十三页，共三十三页。金属的分类金属的分类 金属金属 冶金工业分冶金工业分 黑色金属：铁、铬、锰黑色金属：铁、铬、锰 有色金属：除铁、铬、锰有色金属：除铁、铬、锰以外的金属以外的金属 按密度分按密度分 重金属重金属 ：密度：密度4.5g/cm3以上以上 轻金属轻金属 ：密度：密度4.5g/cm3以下以下 按接触概率分按接触概率分 常见金属：如铁、铝、铜等常见金属：如铁、铝、铜等 稀有金属：如锆、铌、钼等稀有金属：如锆、铌、钼等 第二十四页，共三十三页。金属的冶炼金属的冶炼目前工业上冶炼金属常用的方法有：目
12、前工业上冶炼金属常用的方法有：热还原法热还原法大多数金属的冶炼适用于此法。大多数金属的冶炼适用于此法。电解法电解法钾、钙、钠、铝等活泼金属，只能用电解其熔融盐或氧化物的方法制钾、钙、钠、铝等活泼金属，只能用电解其熔融盐或氧化物的方法制得。得。把金属从矿石中提炼出来，这个过程就叫金属的冶炼。把金属从矿石中提炼出来，这个过程就叫金属的冶炼。从金属矿石中提炼金属一般需经过三个步骤：从金属矿石中提炼金属一般需经过三个步骤：（1）矿石的采集；）矿石的采集；（2）冶炼；）冶炼；（3）精炼。）精炼。第二十五页，共三十三页。三千多年前商代三千多年前商代的青铜器已表明的青铜器已表明我国古代无与伦我国古代无与伦比
13、的冶炼技术，比的冶炼技术，第二十六页，共三十三页。第二十七页，共三十三页。炼钢过程 第二十八页，共三十三页。*2 2 、人类历史上大量生产和使用铝、铁、钛、人类历史上大量生产和使用铝、铁、钛、铜四种金属的时间顺序是（铜四种金属的时间顺序是（ ）A A。铜、铁、铝、钛。铜、铁、铝、钛B B。铁、铝、铜、钛。铁、铝、铜、钛C C。铜、铁、钛、铝。铜、铁、钛、铝D D。铁、铜、铝、钛。铁、铜、铝、钛1 1、下列物质中、下列物质中, ,不属于合金的是（不属于合金的是（ ） A A、硬铝、硬铝 B B、黄铜、黄铜 C C、钢铁、钢铁 D D、水银、水银DA课堂练习课堂练习第二十九页，共三十三页。3、关于
14、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合金的物理性质一般与其各成分金属的的物理性合金的物理性质一般与其各成分金属的的物理性 质不同质不同 D合金的化学性质一般与其各成分金属的的化学性合金的化学性质一般与其各成分金属的的化学性 质不同质不同D第三十页，共三十三页。4 4、 我国在春秋战国时期，就懂得将白铁褪火处理我国在春秋战国时期，就懂得将白铁褪火处理得到相当于铸钢的物器（如锋利的宝剑），这一技得到
15、相当于铸钢的物器（如锋利的宝剑），这一技术要比欧洲早就两千年，那么白铁褪火处理的主要术要比欧洲早就两千年，那么白铁褪火处理的主要作用是（作用是（ ） A A、除去硫、磷杂质、除去硫、磷杂质 B B、适当降低了含碳量、适当降低了含碳量 C C、渗入了合金元素、渗入了合金元素 D D、改善表面的结构性质、改善表面的结构性质B第三十一页，共三十三页。5.多数合金与组成成份相比较，合金的（多数合金与组成成份相比较，合金的（ ） A.熔点高，硬度小熔点高，硬度小 B.密度大密度大 C.机械强度差机械强度差 D.熔点低，硬度大熔点低，硬度大6.所谓合金必须是所谓合金必须是通过熔合而成通过熔合而成 由两种或
16、两种由两种或两种 以上的金属（或金属与非金属）组成以上的金属（或金属与非金属）组成 耐腐蚀耐腐蚀 具有金属的特征具有金属的特征 铸造性能好（铸造性能好（ ） A. B. C. D.DD第三十二页，共三十三页。内容总结第三章 金属及其化合物。我们很少使用纯金属，而主要使用合金。（3）常具有优良的物理、化学或机械的性能。(一) 铜合金的种类很多，常见的有：。2.黄铜（CuZn，Zn20%36%）。（含碳量在24.3之间,还含硅、。（含碳0.030.3）。（含碳0.62 ）。具有质轻、坚韧、机械性能较好等许多优良性质，。TiFe, LaNi。把金属从矿石中提炼出来，这个过程就叫金属的冶炼。D第三十三页，共三十三页。
