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课件网) 3.2.1 铁合金、新型合金 一、宏观辨识与微观探析 能从宏观上辨识合金与纯金属在性能的差异,从微观原子排列角度理解合金性能不同的原因;能区分不同类型合金,并依据其宏观性能分析微观结构变化。 二、变化观念与平衡思想 理解在纯金属中加入其他元素形成合金时,结构和性能发生变化的规律,认识合金形成过程中微观结构改变对宏观性能的影响,树立结构决定性质的变化观念 。 三、科学态度与社会责任 通过了解合金在生活、科技中的广泛应用,认识化学科学对推动材料发展、解决能源等社会问题的重要价值,培养科学态度和社会责任感 。 核心素养目标 重点: 1. 合金与纯金属在性能上的差异及原因 2. 生铁、钢的区别,碳钢分类及性能 3. 新型合金的特点与应用 难点: 1. 从微观原子排列角度解释合金硬度等性能不同于纯金属的原因 2. 依据合金元素作用,理解不同合金性能差异及应用原理 学习重难点 新课导入 “这些物品都是金属材料制成,它们有的坚硬耐用,有的轻巧抗腐蚀,为啥不同金属材料性能差别这么大?纯金属和合金有啥不一样?” 01 合金及其性质 合金及其性质 合金是由两种或两种以上的金属(或金属和非金属) 熔合而成的具有金属特性的物质。 物理变化,合金中各成分保持各自原有的化学性质 具有金属光泽、良好的导电性、导热性和延展性 合金的特性 多数合金熔点低于其组分中任一种组成金属的熔点 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来加以调节 合金的导电性和导热性一般低于任一成分金属 一般比其组分中任一金属的硬度大 纯金属与合金的结构对性能的影响 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 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。 思考讨论 1. 结合结构模型,你能解释合金的硬度比纯金属大的原因吗? 在纯金属内,所有原子的大小和形状都是相同的,原子的排列十分规整;加入或大或小的其他元素的原子后,改变了金属原子有规则的层状排列,使原子层之间的相对滑动变得困难,导致合金的硬度变大。 02 铁合金 铁合金 铁合金:主要由碳元素和铁元素,以及少量其他元素融合而成的合金。 铁合金 含碳量 性能 生铁 2%~4.3% 硬度大,抗压,性脆,可铸造 钢 0.03%~2% 良好的延展性,机械性能好,可锻造 含碳量不同 生铁和钢的用途 生铁是制造机座、管道的重要材料 钢广泛用于制造机械和交通工具等。 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。 强度、硬度大 可塑性、韧性好 耐磨 耐腐蚀 钢的分类 合金钢 不锈钢 (Fe、C、Cr、Ni) 锰钢 (Fe、C、Mn、Si) 硅钢 (Fe、C、Si) 抗腐蚀性强,制造医疗器械、厨房用具和餐具、地铁列车的车体等 韧性好,硬度大,制钢轨、轴承、钢模和坦克等 导磁性好,制变压器、发电机和电动机中的铁芯等 超级钢 (Fe、C、Mn、Al、V) 强度高、延展性好,用于汽车、航空和航天等领域 思考与讨论 2. 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。 组成合金的元素种类相同,但含量不同,结构 ... ...