第二节 金属材料 基础课时20 常见的合金及应用金属材料 学习目标 1.了解合金的概念并能联系纯金属与合金的微观结构解释二者性能的差异。2.能列举常见合金的组成和性能，认识铝及氧化铝与酸、碱的反应，能科学、合理的选择和使用金属材料，培养学生的科学态度和社会责任感。 一、铁合金 (一)知识梳理 1.合金 (1)合金的概念 合金是指由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质。属于混合物。 (2)合金的性质 合金具有许多优良的物理、化学或机械性能。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。 ①硬度：合金的硬度一般比其成分金属的硬度大。 ②熔点：合金的熔点一般比其成分金属的熔点低。 2.铁合金 (1)生铁 ①生铁的含碳量为2%～4.3%。 ②性能及用途： 生铁硬度大、抗压，性脆，可以铸造成型，是制造机座、管道的重要材料。 (2)钢 ①钢的含碳量为0.03%～2%。 ②钢有良好的延展性，机械性能好，可以锻轧和铸造，广泛用于制造机械和交通工具等。 ③钢是用量最大，用途最广的合金，钢的分类如下： 合金钢具有：强度、硬度大，可塑性、韧性好，耐磨，耐腐蚀的特殊性能。 (3)不锈钢 ①合金元素：不锈钢是最常见的一种合金钢，它的合金元素主要是铬和镍。 ②性能：大气中比较稳定，不容易生锈，具有很强的抗腐蚀能力。 ③用途：医疗器材、厨房用具和餐具、地铁列车的车体材质等。 (4)超级钢 ①合金元素：Mn、C、Al、V。 ②性能：强度很大，在应用时能够实现钢板的轻薄化。 ③用途：汽车、航空和航天等领域。 (二)互动探究 “灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。 【问题讨论】 问题1 生铁和熟铁中含碳量高的是_____。 提示 生铁 问题2 钢的含碳量_____，硬度和脆性_____。 提示 越高(或越低) 越大(或越小) 问题3 炼铁的原料之一赤铁矿主要成分是_____。 提示 Fe2O3 【探究归纳】 1.铁合金 (1)分类 (2)钢 2.合金的特性 3.合金中的“四最” (1)使用“最早”的合金是青铜； (2)用量“最大”、用———最广”的合金是钢； (3)航空、航天“最理想”的材料是铝合金； (4)未来能源“最前沿”的材料是储氢合金。 1.下列有关铁及铁合金的说法正确的是( ) A.生铁是铁碳合金，而钢则为纯铁 B.生铁的硬度比纯铁的硬度小 C.减少生铁中的碳、硅、锰等元素可得到钢 D.铁的应用，经历了“铁—普通钢—不锈钢等特种钢”的演变过程 答案 D 解析 生铁和钢都是合金；生铁的硬度比纯铁的硬度大；炼钢可减少生铁中的碳元素，不能减少硅、锰等元素；随着文明和技术的进步，铁的应用，经历了“铁—普通钢—不锈钢等特种钢”的演变过程，故D正确。 2.我国短道速滑队所用冰刀材料是特殊的钢材料。下列说法中正确的是( ) A.该合金熔点比纯铁熔点高 B.该合金硬度比纯铁高 C.该合金碳含量比生铁高 D.该合金属于纯净物 答案 B 解析 合金的熔点低于成分金属；合金的硬度比成分金属大，该合金硬度比纯铁高，适合用于制造冰刀；钢的含碳量低于生铁；合金属于混合物。 3.下列关于铁和铁合金的有关说法错误的是( ) A.工业上用一氧化碳将铁矿石中的铁还原出来 B.不锈钢抗腐蚀性能好，长期使用绝对不会生锈 C.制造铁轨、船舶、桥梁的碳素钢是铁和碳的合金 D.使用铁锅烧饭菜能为人体提供微量的铁元素 答案 B 解析 一氧化碳具有还原性，可以将铁矿石中的铁还原出来，A正确；在相同条件和环境下，不锈钢较碳素钢而言不易生锈，但不是绝对不会生锈，B错误；碳素钢是铁和碳的合金，C正确；铁是人体必需的微量元素， ... ...
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