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1、金属的应用无处不在金属的应用无处不在导入新课导入新课军事上军事上 生生活活上上电电子子产产品品上上建筑上建筑上一、常用合金的重要应用一、常用合金的重要应用二、正确选用合金材料二、正确选用合金材料通过教学对学生进行科学态度和科学方法教育。通过教学对学生进行科学态度和科学方法教育。教学目标教学目标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知道生活中常见合金铁合金及铜合金的主要知道生活中常见合金铁合金及铜合金的主要成分及性能。成分及性能。3通过实践活动认识如何正确使用金属及如何通过实践活动认识如何正确使用金属及如何爱护金属资源。爱护金属资源。通过展示和演示常见金属材料的
2、用途和性能来通过展示和演示常见金属材料的用途和性能来认识金属材料。认识金属材料。知识与能力：知识与能力：过程与方法：过程与方法：情感态度与价值观：情感态度与价值观：知道生活中铁合金及铜合金的主要成分及性能。知道生活中铁合金及铜合金的主要成分及性能。 教学重难点教学重难点重点、难点重点、难点一、常用合金的重要应用一、常用合金的重要应用由两种或两种以上的金属或非金属所组成由两种或两种以上的金属或非金属所组成的具有金属特性的物质。一般通过熔合成均匀的具有金属特性的物质。一般通过熔合成均匀液体和凝固而得。根据组成元素的数目，可分液体和凝固而得。根据组成元素的数目，可分为为二元合金、三元合金和多元合金二
3、元合金、三元合金和多元合金。中国是世界上最早研究和生产合金的国家之中国是世界上最早研究和生产合金的国家之一，在商朝一，在商朝(距今距今3000多年前多年前)青铜青铜(铜锡合金铜锡合金)工艺工艺就已非常发达；公元前就已非常发达；公元前6世纪左右世纪左右(春秋晚期春秋晚期)已锻已锻打打(还进行过热处理还进行过热处理)出锋利的剑出锋利的剑(钢制品钢制品)。1.铜合金铜合金纯铜呈紫红色，故又称紫铜，有极好的导热、纯铜呈紫红色，故又称紫铜，有极好的导热、导电性，其导电性仅次于银而居金属的第二位。导电性，其导电性仅次于银而居金属的第二位。铜具有优良的化学稳定性和耐蚀性能，是优良的铜具有优良的化学稳定性和耐
4、蚀性能，是优良的电工用金属材料。电工用金属材料。铜及铜合金材料铜及铜合金材料工业中广泛使用的铜合金有黄铜、青铜和白铜等工业中广泛使用的铜合金有黄铜、青铜和白铜等白铜白铜黄铜的元宝黄铜的元宝Cu与与Zn的合金称黄铜，的合金称黄铜，其中其中Cu占占60%90%、Zn占占40%10%，有，有优良的导热性和耐腐优良的导热性和耐腐蚀性，可用作各种仪蚀性，可用作各种仪器零件。再如在黄铜器零件。再如在黄铜中加入少量中加入少量Sn，称为，称为海军黄铜，具有很好海军黄铜，具有很好的抗海水腐蚀的能力。的抗海水腐蚀的能力。在黄铜中加入少量的在黄铜中加入少量的有润滑作用的有润滑作用的Pb，可，可用作滑动轴承材料。用作
5、滑动轴承材料。青铜是人类使用历史最久的青铜是人类使用历史最久的金属材料，它是金属材料，它是Cu、Sn合金。合金。锡的加入明显地提高了铜的锡的加入明显地提高了铜的强度，并使其塑性得到改善，强度，并使其塑性得到改善，抗腐蚀性增强，因此锡青铜抗腐蚀性增强，因此锡青铜常用于制造齿轮等耐磨零部常用于制造齿轮等耐磨零部件和耐蚀配件。件和耐蚀配件。Sn较贵，目较贵，目前已大量用前已大量用Al、Si、Mn来代来代替替Sn而得到一系列青铜合金。而得到一系列青铜合金。铝青铜的耐蚀性比锡青铜还铝青铜的耐蚀性比锡青铜还好。铍青铜是强度最高的铜好。铍青铜是强度最高的铜合金，它无磁性又有优异的合金，它无磁性又有优异的抗腐
6、蚀性能，是可与钢相竞抗腐蚀性能，是可与钢相竞争的弹簧材料。争的弹簧材料。白铜是白铜是Cu-Ni合金，合金，有优异的耐蚀性和高的电有优异的耐蚀性和高的电阻，故可用作苛刻腐蚀条阻，故可用作苛刻腐蚀条件下工作的零部件和电阻件下工作的零部件和电阻器的材料。器的材料。2.钢钢钢是用量最大、用途最广的合金，根据其钢是用量最大、用途最广的合金，根据其化学成分，可分为两大类：碳素钢和合金钢。化学成分，可分为两大类：碳素钢和合金钢。合金钢合金钢碳素钢碳素钢钢铁是铁与钢铁是铁与C、Si、Mn、P、S以及少量的其他元素以及少量的其他元素所组成的合金。其中除所组成的合金。其中除Fe外，外，C的含量对钢铁的机的含量对钢
7、铁的机械性能起着主要作用，故械性能起着主要作用，故统称为铁碳合金。它是工统称为铁碳合金。它是工程技术中最重要、用量最程技术中最重要、用量最大的金属材料。大的金属材料。按含碳量不同，铁碳合金分为钢与生铁两大按含碳量不同，铁碳合金分为钢与生铁两大类，钢是含碳量为类，钢是含碳量为0.03%2%的铁碳合金。碳钢的铁碳合金。碳钢是最常用的普通钢，冶炼方便、加工容易、价格是最常用的普通钢，冶炼方便、加工容易、价格低廉，而且在多数情况下能满足使用要求，所以低廉，而且在多数情况下能满足使用要求，所以应用十分普遍。按含碳量不同，碳钢又分为应用十分普遍。按含碳量不同，碳钢又分为低碳低碳钢、中碳钢和高碳钢钢、中碳钢
8、和高碳钢。随含碳量升高，碳钢的硬。随含碳量升高，碳钢的硬度增加、韧性下降。度增加、韧性下降。低碳钢低碳钢中碳钢中碳钢高碳钢高碳钢合金钢又叫特种钢，在碳钢的基础上加入一种合金钢又叫特种钢，在碳钢的基础上加入一种或多种合金元素，使钢的组织结构和性能发生变化，或多种合金元素，使钢的组织结构和性能发生变化，从而具有一些特殊性能，如高硬度、高耐磨性、高从而具有一些特殊性能，如高硬度、高耐磨性、高韧性、耐腐蚀性，等等。经常加入钢中的合金元素韧性、耐腐蚀性，等等。经常加入钢中的合金元素有有Si、W、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Ti等。我国合金等。我国合金钢的资源相当丰富，除钢的资源相当丰富，除Cr、Co不足
9、，不足，Mn品位较低外，品位较低外，W、Mo、V、Ti和稀土金属储量都很高。和稀土金属储量都很高。含碳量含碳量2%4.3%的铁碳合金称生的铁碳合金称生铁。生铁硬而脆，但耐压耐磨。根据生铁。生铁硬而脆，但耐压耐磨。根据生铁中碳存在的形态不同又可分为白口铁、铁中碳存在的形态不同又可分为白口铁、灰口铁和球墨铸铁。白口铁中碳以灰口铁和球墨铸铁。白口铁中碳以Fe3C形态分布，断口呈银白色，质硬而形态分布，断口呈银白色，质硬而脆，不能进行机械加工，是炼钢的原料，脆，不能进行机械加工，是炼钢的原料，故又称炼钢生铁。碳以片状石墨形态分故又称炼钢生铁。碳以片状石墨形态分布的称灰口铁，断口呈银灰色，易切削，布的称
10、灰口铁，断口呈银灰色，易切削，易铸，耐磨。若碳以球状石墨分布则称易铸，耐磨。若碳以球状石墨分布则称球墨铸铁，其机械性能、加工性能接近球墨铸铁，其机械性能、加工性能接近于钢。在铸铁中加入特种合金元素可得于钢。在铸铁中加入特种合金元素可得特种铸铁，如加入特种铸铁，如加入Cr，耐磨性可大幅，耐磨性可大幅度提高，在特种条件下有十分重要的应度提高，在特种条件下有十分重要的应用。用。白白口铁口铁灰灰口铁口铁球球墨铸铁墨铸铁二、正确选用合金材料二、正确选用合金材料选择材料时，常常要考虑以下几个方面：选择材料时，常常要考虑以下几个方面：1.主要用途主要用途2.外观外观3.物理性质物理性质4.化学性质化学性质5
11、.价格价格6.加工难度加工难度7.日常维护日常维护8.对环境的影响对环境的影响铝合金航空箱铝合金航空箱电热合金电热合金 锌合金锌合金低温环保低温环保铅铅锡合金锡合金 铜镍合金铜镍合金钛镁合金门钛镁合金门锡基合金锡基合金1.铜合金铜合金2.钢钢铜合金有黄铜、青铜和白铜等铜合金有黄铜、青铜和白铜等碳素钢：铁和碳的合金。碳素钢：铁和碳的合金。合金钢：在碳素钢中加入铬、锰、钨、合金钢：在碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、钼、钴、硅等合金元素。镍、钼、钴、硅等合金元素。课堂小结课堂小结1.下列物质中，不属于合金的是（下列物质中，不属于合金的是（）A硬铝硬铝B黄铜黄铜C钢铁钢铁D水银水银2.镁铝合金因坚硬、轻巧
12、、美观、洁净、易加镁铝合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关框、卷帘门、防护栏等。下列与这些用途无关的性质是（的性质是（）A不易生锈不易生锈B导电性好导电性好C密度小密度小D强度高强度高DB课堂练习课堂练习3.下列有关合金的叙述中正确的是（下列有关合金的叙述中正确的是（）合金具有金属特性；合金具有金属特性；合金中可能含非金属；合金中可能含非金属；合金中不一定含有金属；合金中不一定含有金属；钢是含杂质较少的钢是含杂质较少的铁合金；铁合金；合金属于金属材料；合金属于金属材料；生铁可完
13、全溶生铁可完全溶解于稀盐酸解于稀盐酸A.B.C.D.C4.有关合金的性质叙述不正确的是（有关合金的性质叙述不正确的是（）A.合金的熔点比它的各成分的熔点低合金的熔点比它的各成分的熔点低B.合金一定是金属熔合而成合金一定是金属熔合而成C.合金的硬度和强度一般比纯金属高合金的硬度和强度一般比纯金属高D.硬铝、黄铜、钢均为合金硬铝、黄铜、钢均为合金B5最近最近,科学家冶炼了纯度高达科学家冶炼了纯度高达99999的的铁，你估计它不会具有的性质是（铁，你估计它不会具有的性质是（）A硬度比生铁低硬度比生铁低B在潮湿空气中放置不易生锈在潮湿空气中放置不易生锈C可溶在稀可溶在稀H2S04中中D熔点比生铁低熔点
14、比生铁低D6工业生产中常将两种或多种金属（或金属与非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具有金属特性的熔合物合金。这是制取合金合金。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（上述方法制取的合金是（）金属金属NaKAlCuFe熔点熔点（）97.563.666010831535沸点沸点（）883774246725672750AFeCu合金合金BCuAl合金合金CAlNa合金合金DCuNa合金合金答案：答案：D1.物理
15、；化学；机械；高；高；原料；配比；物理；化学；机械；高；高；原料；配比；工艺。工艺。2.青铜。青铜。3.钢；碳素钢；合金钢。钢；碳素钢；合金钢。4.铁铝铜矿藏较为丰富，具有良好的延展铁铝铜矿藏较为丰富，具有良好的延展性、电导性、热导性、可塑性等。且这些性、电导性、热导性、可塑性等。且这些金属活泼性顺序较后，即相对较稳定。金属活泼性顺序较后，即相对较稳定。教材习题答案教材习题答案5.三种材料内部都有大量自由电子，所以，导电三种材料内部都有大量自由电子，所以，导电性是其共性。正是其导电性，并且都具有延展性性是其共性。正是其导电性，并且都具有延展性及很好的机械性能决定了他们可以用于制造电缆。及很好的机械性能决定了他们可以用于制造电缆。铜线的电导率、抗拉强度都优于铝线，但密度大。铜线的电导率、抗拉强度都优于铝线，但密度大。铝线的密度小，抗拉强度差。加了钢芯，钢芯铝铝线的密度小，抗拉强度差。加了钢芯，钢芯铝线又有了很好的抗拉强度，与铝线同样的钢芯铝线又有了很好的抗拉强度，与铝线同样的钢芯铝线可以有更大的架线跨度。线可以有更大的架线跨度。
