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1、第三章第三章 金属及其化合物金属及其化合物3-3 3-3 用途广泛的金属材料用途广泛的金属材料 在日常生在日常生产、生活和科学技、生活和科学技术中，金属材中，金属材料是非常重要的。我料是非常重要的。我们周周围的很多物品都中的很多物品都中由金属材料制成的。由金属材料制成的。一、金属分一、金属分类金金金金属属属属按色泽分按色泽分按色泽分按色泽分按密度分按密度分按密度分按密度分按熔点分按熔点分按熔点分按熔点分按使用频率分按使用频率分按使用频率分按使用频率分黑色金属黑色金属黑色金属黑色金属铁铁、锰锰、铬铬三种三种三种三种有色金属有色金属有色金属有色金属除除除除“ “铁铁、锰锰、铬铬” ”三种外三种外三
2、种外三种外轻轻金属金属金属金属密度小于密度小于密度小于密度小于4.5g/cm4.5g/cm3 3K K、NaNa、MgMg、AlAl等等等等重金属重金属重金属重金属密度大于密度大于密度大于密度大于4.5g/cm4.5g/cm3 3FeFe、CuCu、PbPb等等等等低熔点金属低熔点金属低熔点金属低熔点金属K K、NaNa、MgMg、AlAl等等等等高熔点金属高熔点金属高熔点金属高熔点金属FeFe、CuCu、PbPb等等等等常常常常见见金属金属金属金属MgMg、AlAl、FeFe、CuCu等等等等贵贵金金金金属属属属AgAg、PtPt、AuAu等等等等稀土金属稀土金属稀土金属稀土金属Y Y、Sc
3、Sc、镧镧系元素等系元素等系元素等系元素等二、常二、常见合金的重要合金的重要应用用 1.合金的概念：合金的概念： 合合金金是是由由一一种种金金属属跟跟其其他他一一种种或或几几种种金金属属（或或金金属属跟跟非非金金属属）一一起起熔熔合合而而成成的的具具有有金金属属特特性性的的物物质。（合合金属于混合物）金属于混合物）2 2、合金具有许多优良的物理、化学或机械、合金具有许多优良的物理、化学或机械性能性能一般来说: 具有具有金属通性金属通性 硬度大于硬度大于各成分金属各成分金属 熔点低于熔点低于各成分金属各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
4、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！导电性和性和导热性低于性低于各成分金属各成分金属 在在工工农业生生产和和日日常常生生活活中中，我我们很很少少使使用用纯金金属属，而而主主要要使使用用合合金金，常常见的的合合金金有有铜合金合金、铁合金合金和和铝合金合金等。等。、铜合金：合金：我国使用最早的合金我国使用最早的合金青铜青铜：主要含主要含铜、锡和和铅，有良好的，有良好的强度和度和塑性、耐磨、耐腐塑性、耐磨、耐腐蚀，主要用于制造机器零，主要用于制造机器零件如件如轴承、承、齿轮等。等。1939年在河南安阳殷年在河南安阳殷墟出土墟出土的商代后期制作的司的商代后期制作的司母戊鼎
5、母戊鼎属于青属于青铜制品。制品。黄黄铜：主要含主要含铜和和锌（ Zn占占20%-36%，还含含少量少量锡、铅、铝），有，有良好的良好的强度和塑性、易度和塑性、易加工、耐腐加工、耐腐蚀，主要用，主要用于制造机器零件、于制造机器零件、仪表表和日用品。和日用品。古代称古代称为药金，金，密度比黄金小，外密度比黄金小，外观与金非常相似，与金非常相似，常被常被误认为是黄金。是黄金。白铜白铜：主要含主要含铜、镍和和锌（少量（少量锰） ，它不容，它不容易生易生铜绿，常用于制造精密，常用于制造精密仪器和装器和装饰品。品。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马踏踏踏踏飞飞燕燕燕燕 锰铜锰铜: :
6、主要成分主要成分铜、锰、镍，具有极高具有极高的的电阻阻工工业上常用上常用锰铜来制造各种机械零件来制造各种机械零件钢钢碳素钢：碳素钢：铁和碳的合金铁和碳的合金合金钢：在碳素钢中加合金钢：在碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、钼、入铬、锰、钨、镍、钼、钴等合金元素钴等合金元素低碳钢低碳钢-含碳量低于含碳量低于0.3%中碳钢中碳钢-含碳量含碳量0.3%0.6%高碳钢高碳钢-含碳量高于含碳量高于0.6%2.钢：用量最大：用量最大,用途最广的合金用途最广的合金镍、铬镍、铬-不锈钢，抗腐性强，不易氧不锈钢，抗腐性强，不易氧化化铬、钨铬、钨-高速钢，硬度大，韧性很强高速钢，硬度大，韧性很强锰、硅锰、硅-锰硅钢，韧性
7、特强锰硅钢，韧性特强钢的种的种类钢的的含碳量越低含碳量越低，韧性越性越好好，硬度越，硬度越低低； 含碳量越高含碳量越高，韧性越性越差差，硬度越，硬度越高高。韧性、焊接性好，但强度低韧性、焊接性好，但强度低强度高，韧性及加工性好强度高，韧性及加工性好硬而脆，热处理后弹性好硬而脆，热处理后弹性好 拓展知识：拓展知识：不不锈钢 为了防生了防生锈在合金中加入在合金中加入铬和和镍，这种种钢称称为不不锈钢。不不锈钢通常是指通常是指含含铬量量在在12%30%的的合金合金钢。锰钢锰钢锰钢制成的制成的钢轨铁的合金的合金 生生铁 钢C%2%4.3%0.03%2%其他其他杂质Si、Mn、S、P （较多）多）Si、M
8、n、S、P （较少）少）机械性能机械性能 质硬而脆、硬而脆、无无韧性性坚硬、硬、韧性大、性大、可塑性好。可塑性好。 生生铁与与钢的比的比较名称名称组成组成 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%硬度和强度都比硬度和强度都比纯铝和纯镁大纯铝和纯镁大火箭、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%硬度和强度都比硬度和强度都比纯铝和纯镁大纯铝和纯镁大火箭、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
9、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、笔尖其他几种常其他几种常见合金的合金的组成、性成、性质和用途和用途铝合金制成的箱子合金制成的箱子镁铝合金制成笔合金制成笔记本本电脑外壳外壳 制造制造飞机的材料中机的材料中大量使用大量使用铝合金！合金！18K白金白金白白铜饰品品 新型合金新型合金高高强度、耐高温、度、耐高温、韧性好性好 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：泡沫合金：泡
10、沫合金：Ti-Fe, La-NiTi，V，Fe，Al等，等，飞机起落架机起落架以以铝、铝合金、合金、锌、锡、铅等低熔点金属，用特殊方法等低熔点金属，用特殊方法制成的合金制成的合金镍钛合金，具有合金，具有记忆形形状功能的合金状功能的合金氢气与汽油两用气与汽油两用车上的上的储氢装置装置 储氢合金储氢合金2 2、铝及铝合金、铝及铝合金、铝及铝合金、铝及铝合金 3 3、钛和稀土金属、钛和稀土金属、钛和稀土金属、钛和稀土金属 3 3、钛钛合金：合金：合金：合金： （1 1）钛钛：具有：具有：具有：具有银银白色金属光白色金属光白色金属光白色金属光泽泽，密度，密度，密度，密度4.5g/cm34.5g/cm3
11、，熔点很高（，熔点很高（，熔点很高（，熔点很高（17251725），沸点），沸点），沸点），沸点32603260。具有良好的延性和展性。在常温下，。具有良好的延性和展性。在常温下，。具有良好的延性和展性。在常温下，。具有良好的延性和展性。在常温下，钛钛的外形很像的外形很像的外形很像的外形很像钢铁钢铁，但，但，但，但远远比比比比钢铁坚钢铁坚硬，而重硬，而重硬，而重硬，而重量只有同量只有同量只有同量只有同样样大小的大小的大小的大小的钢铁钢铁的一半。安然无恙的的一半。安然无恙的的一半。安然无恙的的一半。安然无恙的“ “躺躺躺躺” ”在各种在各种在各种在各种强强酸、酸、酸、酸、强强碱中；碱中；碱中；碱
12、中；连连最凶猛的酸最凶猛的酸最凶猛的酸最凶猛的酸王水，也不能腐王水，也不能腐王水，也不能腐王水，也不能腐蚀蚀它。它。它。它。金属钛 目前，目前，目前，目前，钛钛合金合金合金合金70%70%用于用于用于用于飞飞机、机、机、机、火箭、火箭、火箭、火箭、导弹导弹、人造、人造、人造、人造卫卫星、宇宙星、宇宙星、宇宙星、宇宙飞飞船等尖端船等尖端船等尖端船等尖端领领域。域。域。域。这这是因是因是因是因为钛为钛的冶的冶的冶的冶炼炼比比比比较较困困困困难难，冶，冶，冶，冶炼钛炼钛要在高温条要在高温条要在高温条要在高温条件下，而高温件下，而高温件下，而高温件下，而高温时钛时钛的化学性的化学性的化学性的化学性质变
13、质变得活得活得活得活泼泼，需用惰性气体保，需用惰性气体保，需用惰性气体保，需用惰性气体保护护，还还要使用不含氧的材料，工要使用不含氧的材料，工要使用不含氧的材料，工要使用不含氧的材料，工艺艺要求，要求，要求，要求，冶冶冶冶炼炼成本高于成本高于成本高于成本高于铁铁或或或或铝铝。“发现”号航天飞机人造卫星Ti，V，Fe，Al等，等，飞机起落架机起落架喷气式气式飞机的机的发动机叶片。机叶片。耐热合金：耐热合金：记忆金属金属 随着社会的随着社会的发展，我展，我们对金属的金属的认识也在也在增加。也增加。也许在不在不远将来，我将来，我们都会都会拥有一有一辆由由“记忆金属金属”制作的汽制作的汽车，我，我们再
14、也不怕把汽再也不怕把汽车碰撞的凹凸不平而心痛惋惜了。碰撞的凹凸不平而心痛惋惜了。这种种“记忆金属金属”即是即是镍钛合金合金。如把。如把这样一一块金属任意揉金属任意揉皱，或使它弯曲。加，或使它弯曲。加热后，后，它又恢复了原状。它又恢复了原状。记忆合金合金 某某某某家家家家庭庭庭庭准准准准备备备备装装装装修修修修窗窗窗窗户户户户( (计计计计划划划划使使使使用用用用1010年年年年), ),可可可可供供供供选选选选用用用用的的的的材材材材料料料料有有有有: :木木木木材材材材、钢钢钢钢铁铁铁铁、铝铝铝铝合合合合金金金金、塑塑塑塑钢钢钢钢。请请请请调调调调查查查查分分分分析析析析选用哪种材料比较好？
15、说明理由。选用哪种材料比较好？说明理由。选用哪种材料比较好？说明理由。选用哪种材料比较好？说明理由。思考与交流：思考与交流：三、正确选用金属材料选用材料时，常常考虑经下几个方面选用材料时，常常考虑经下几个方面：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、对环境的影响等。对环境的影响等。思考与交流：思考与交流：DAD4 4、下列对合金的说法正确的是、下列对合金的说法正确的是( )( ) A.A.合金中至少含有两种金属元素合金中至少含有两种金属元素B.B.合金中的金属元素以化合物的形式存在合金中的金属元素以化合物的形式
16、存在C.C.黄铜是纯净物黄铜是纯净物D.D.合金的硬度一般比它的各成分金属的都大合金的硬度一般比它的各成分金属的都大, ,合金的合金的熔点比它的各成分金属的都低熔点比它的各成分金属的都低 D5 5、铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易加工而、铝镁合金因坚硬、轻巧、美观、洁净、易加工而成为新型建筑装潢材料，主要用于制作窗框、卷帘门、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的防护栏等。下列与这些用途无关的 ( )( )A.A.不易生锈不易生锈 B.B.导电性好导电性好 C.C.密度小密度小 D.D.强度大强度大B B6、关于不锈钢和普通钢的认识中，你认为正确 的是( )A.它们的组成元素是相同的B.耐腐蚀的性能不同C.它们都属于钢，因此物理性质是一样的D.构成普通钢和不锈钢的主要元素都是铁, 因此它们的化学性质完全相同B
