第三章鐵金屬材料第二節金屬材料課時1合金鐵合金新型合金

你知道這些硬幣的材料有什么不一樣么？

鋼芯鍍鎳鋁合金鋼芯鍍銅學習目標1.了解合金的概念，并能聯系純金屬與合金的微觀結構解釋二者性能的差異2.以鐵合金為例，能從元素組成上對合金進行分類，并認識不同類型金屬材料組成、性能與應用的聯系，強化性能決定用途的觀念合金的認識1.定義：由兩種或兩種以上的金屬(或金屬與非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質.①合金熔合的過程是物理變化過程

②合金是混合物而不是純凈物③合金至少含有一中金屬，可能含有非金屬④金屬、合金均屬于金屬材料金屬材料合金純金屬幾千種84多種2、合金的性質（1）物理性質：①硬度：合金的硬度一般比其成分金屬的硬度____。②熔點：合金的熔點一般比其成分金屬的熔點____。大低保險絲（熔點：70℃）12.5%錫 232.1℃50%鉍271.4℃25%鉛327.7℃③導電性、導熱性低于任一組分金屬。（2）化學性質：部分合金增強了其抗腐蝕能力合金的結構、性質和應用宏觀性質硬度熔點........微觀結構原子大小和排列決定決定用途摻雜其他原子形成合金純金屬只有一種金屬原子，排列很整齊合金中有多種原子，且原子的大小不同，原子排列不規則結構性質決定反映合金的物理性質通常不同于它的成分金屬！合金的化學性質通常相同于它的成分金屬！例1人類的日常生活中離不開合金，下列物質中不屬于合金

的是()A．用于門窗框架上的硬鋁B．用于冶煉金屬鐵的赤鐵礦C．用于生產鐵鍋的生鐵D．用于制造手術刀的不銹鋼解析：硬鋁是鋁和銅、鎂等熔合而成的合金；赤鐵礦的主要成分是氧化鐵，氧化鐵屬于氧化物；生鐵和不銹鋼是鐵和碳等物質形成的合金。B例2下列關于合金的說法正確的是（

）

①合金只能由兩種或兩種以上的金屬組成

②合金具有金屬特性

③碳鋼和生鐵的主要成分相同，故性能相同

④改變原料的配比及生成合金的條件，可得到具有不同性能的合金

A．②③

B．②④

C．①②

D．①④解析：①合金可由兩種或兩種以上的金屬或者金屬與非金屬熔合而成，故錯誤；②合金是指在一種金屬中加熱熔合其他金屬或非金屬而形成的具有金屬特性的物質，故正確；③碳鋼和生鐵含碳量不同，含碳量越高，硬度越大，因此兩者的性能不同，故錯誤；④合金的性質與合金的原料配比以及制造工藝有關，所以改變原料的配比、變更制造合金的工藝，可以制得具有不同性能的合金，正確；故選：B。B

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鐵是人體中必需的微量量元素中含量最高的一個，中國營養學會建議成人每天鐵攝入量為10-20mg。

鐵鍋遇到酸性食物，產生的Fe2+并進一步氧化成Fe3+，可以增加食物中的含鐵量，對補鐵有微小的作用。純鐵：質地較軟，易生銹思考：如何增大它的硬度和耐腐蝕性呢？生鐵鑄造的下水井蓋不銹鋼制造的地鐵列車車體不銹鋼餐具【鐵合金】主要由碳元素和鐵元素，以及少量其他元素融合而成的合金。生鐵：含鐵和碳（0.2％～4.3％）鋼：含鐵和碳（0.03％～2％）鐵合金純鐵絲和鋼絲都為鐵制品，為什么硬度不同？鐵合金碳素鋼鋼含碳量不同強度高，韌性及加工性好，用于制造鋼軌、車輪和建材等0.3%<ω(c)<0.6%中碳鋼ω(c)<0.3%韌性、焊接性好，但強度低，用于制造鋼板、鋼絲和鋼管等低碳鋼硬而脆，熱處理后彈性好，用于制造器械、彈篢和刀具等高碳鋼ω(c)>0.6%含碳量越高，韌性越差，硬度越高。思考：如何提高純鐵的硬度？加碳在碳素鋼里適量地加入一種或幾種合金元素，使鋼的組織結構發生變化，從而使鋼具有各種特殊性能，如強度、硬度大，可塑性、韌性好，耐磨，耐腐蝕等。合金鋼(特種鋼)鋼Fe+C+Ni+Cr.....=不銹鋼

碳素鋼+合金元素C%（<0.3）C%（0.3~0.6）C%（>0.6）

低碳鋼中碳鋼高碳鋼合金鋼鋼生鐵鐵合金思考：綜上所述，金屬的性能可通過哪些方式加以調節？改變元素種類、含量等方式加以調節不銹鋼性能：大氣中比較穩定，不容易生銹，具有很強的抗腐蝕能力。用途：醫療器材、廚房用具和餐具、地鐵列車的車體材質等。超級鋼P81【科學·技術·社會】性能：強度很大且耐磨，在應用時能夠實現鋼板的輕薄化。用途：汽車、航空和航天等領域。儲氫合金記憶合金鈦合金耐熱合金近年來，為滿足某些尖端技術發展的需要，人們又設計和合成了許多新型合金。例如：新型合金儲氫合金組成：常見以Mg,Ti,Nb,V,Zr和稀土類金屬為主，

添加Cr,Fe,Mn,Co,Ni,Cu性質：易活化，吸氫量大；用途：貯存氫氣一類能夠大量吸收H2，并與H2結合成金屬氫化物的材料。如Ti-Fe合金、La--Ni合金等，為氫氣作為能源的實際應用起到重要的推動作用。了解儲氫合金工作原理常溫、常壓吸收H2升溫或減壓釋放H2儲氫合金金屬氫化物鈦合金、耐熱合金和形狀記憶合金等新型合金廣泛應用于航空航天、生物工程和電子工業等領域。其他新型合金鈦合金組成：以鈦為基礎加入其他金屬元素（常有：鉬、釩、鉻、錳、銅、鐵、硅等）性質：強度高

熱強度高、抗腐蝕性好用途：航天器的燃料貯箱、構架和火箭殼體，人造地球衛星、登月艙、載人飛船和航天飛機。耐熱合金組成：以鎳為基礎加入Fe,C,Co性質：耐高溫用途：航空、艦艇和工業用燃氣輪機的渦輪葉片、導向葉片、渦輪盤、高壓壓氣機盤和燃燒室等高溫部件記憶合金低溫下把半球形天線變形縮小體積裝入登月艙組成：鎳（Ni）-鈦(Ti)形變條件：溫度性能：形變后遇高溫（或低溫）恢復形狀。形狀記憶合金制成的移動跳躍的機器人合金的結構、性質和應用性質物理、化學、機械性能熔合條件組成結構元素種類、含量決定決定用途時間、溫度等相應應用領域例1關于生鐵和鋼的區別正確的是（）

A．生鐵屬于純凈物，鋼屬于混合物

B．生鐵比鋼的含碳量更高

C．生鐵比鋼彈性更好

D．生鐵屬于鐵-碳合金，鋼也是合金但不含碳解析：A．生鐵也是混合物，且含碳量更高，A錯誤；B．生鐵比鋼的含碳量更高(生鐵：>2%，鋼：0.03-2%)，B正確；C．鋼彈性更好，C錯誤；D．鋼中含碳，D錯誤。故答案：B。B例2社會的進步與時代的發展充滿了人類智慧的結晶。下列有關

說法中錯誤的是（

）

A．合金為純凈物，具有許多優良的物理、化學或機械性能

B．不銹鋼是最常見的一種合金鋼，不容易生銹。

C．商朝的“后母戊鼎”是我國較早使用的銅制品之一

D．近年來，人們又設計和合成了許多新型合金。如儲氫合金、鈦合金等A解析：A．合金是混合物，具有許多優良的物理、化學或機械性能，A錯誤；B．不銹鋼是最常見的一種合金鋼且不容易生銹，B正確；C．后母戊鼎是我國較早使用的銅制品之一，C正確；D．隨著社會的發展，人們設計和合成了許多新型合金，如儲氫合金、鈦合金等，D正確；故答案選A。例3下列說法正確的是（

）

A．合金一般由多種元素組成，屬于化合物

B．常溫下，鋁制品耐腐蝕是因為鋁不活潑

C．新型儲氫合金因具有較大空隙，通過物理吸附大量H2而廣泛用于新能源汽車行業

D．合金中加入其他元素原子后，使原子層之間的相對滑動變得困難，導致合金的硬度變大D解析：合金是屬于混合物，A錯誤；常溫下，鋁制品耐腐蝕是因為鋁和空氣中氧氣生成一層致密的氧化膜，B錯誤；合金具有在吸氫化學反應時放出大量熱，而在放氫時吸收大量熱，新型儲氫合金吸氫是化學變化，C錯誤；合金內加入了其他元素或大或小的原子，改變了金屬原子有規則的層狀排列，原子層之間的相對滑動變得困難。一般合金比純金屬硬度更大、更堅固，D正確。例4我國“蛟龍”號載人潛水器已成功下潛至海中7062.68米處。“蛟龍”號載人潛水器的外殼是耐超高壓的鈦合金，下面有關合金的說法正確的是()A.鈦合金是一種新型金屬單質 B.鈦合金熔點比鈦金屬高C.鈦合金的硬度與鈦單質相同 D.青銅、合金鋼和硬鋁都是合金D例5下列關于新型合金材料說法不正確的是()A.鑭鎳合金能大量吸收H2形成金屬氫化物，可作儲氫材料B.鈦