第二节 金属材料 第1课时 常见的合金及应用 [学习目标] 1.从合金结构与组成的角度理解合金的特殊性能,了解合金的概念及特性。2.通过列举常见合金的组成和性能,能科学、合理地选择和使用金属材料, 认识常见合金的重要应用。 学习任务1 认识合金和铁合金 1.合金的概念和特性 (1)合金概念。 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。 注意:合金属于混合物,而不是化合物。 (2)合金性能。 ①硬度:合金的硬度一般大于它的各成分金属。 ②熔点:合金的熔点一般低于它的各成分金属。 ③与纯金属材料相比,合金具有优良的物理、化学或机械性能。 2.铁合金 (1)生铁。 ①生铁的含碳量一般为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(Cr)和镍(Ni)。 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、地铁列车的车体材料等。 (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:应用于汽车、航空和航天等领域。 生铁和钢是两种重要的铁碳合金,在生活中有广泛的用途。纯金属和合金的内部结构比较如图丙所示。 探究 合金的特性及其原因 问题1:生铁和钢是两种重要的铁碳合金,两者的分类依据是什么 问题2:合金一定是由金属组成的混合物吗 铁的熔点是1 538 ℃,钠的沸点是882.9 ℃,两者能形成合金吗 问题3:合金的性质是各成分金属的性质之和吗 结合图丙解释合金比其各成分金属的硬度大的原因。 问题4:根据图丙解释合金的熔点为什么一般比它的各成分金属的熔点低(原子之间存在吸引力)。 问题5: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 调节。 合金性质的理解 (1)并非所有的金属都能形成合金,两种金属形成合金,其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化,若一种金属的熔点大于另一种金属的沸点,则两者不能形成合金。 (2)物理性质:合金是由不同金属(或金属与非金属)熔合而成的具有金属特性的物质,与其各成分金属的物理性质不同。一般说来,合金的熔点比组分金属低,硬度比组分金属大。 (3)化学性质:合金中各物质保持其原有的化学性质。 1.下列有关钢铁的说法正确的是( ) [A] 钢是纯净物,生铁是合金 [B] 含Ni、Cr的不锈钢,具有较强的耐腐蚀能力 [C] 生铁的熔点比纯铁的高 [D] 生锈的钢铁制品没有回收价值 2.(2024·河南开封期末)合金的应用促进了人类社会的发展。下列关于合金的说法正确的是( ) [A] 稀土金属可以用于生产合金 [B] 在我国,使用最早的合金是钢 [C] 目前用量最大、用途最广的合金是铝合金 [D] 不锈钢和碳素钢都是铁合金,二者性质完全相同 3.某合金与铁的物理性质比较如下: 物质 熔点/℃ 密度/ (g/cm3) 莫氏硬 度(金刚 石为10) 导电性 (银为 100) 其他 性质 某合金 2 500 3.00 7.4 2.3 耐腐蚀 铁 1 538 7.87 4.5 17 纯铁耐 腐蚀 从以上性能看,该合金不适合制成( ) [A] 导线 [B] 门窗 [C] 炉具 [D] 飞机外壳 学习任务2 探究铝和铝合金 1.铝的存在和性质 (1)存在:铝是地壳中含量最多的金属元素,铝在地壳中的含量仅次于氧和硅,居第三位。自然界中的铝全部以化合态的形式存在。 (2)化学性质。 ①铝是一种活泼金属,常温下就可以与空气中的 ... ...
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