1、第三節第三節 用途廣泛的金屬材料用途廣泛的金屬材料學習目標：學習目標：1.1.了解合金的概念及特性了解合金的概念及特性2.2.了解銅合金和鋼的分類、組成及用途了解銅合金和鋼的分類、組成及用途3.3.初步認識合理使用金屬材料的意義初步認識合理使用金屬材料的意義1在生產、生活中，目前用量最大、用途最廣的合金是在生產、生活中，目前用量最大、用途最廣的合金是()。B銅銅D硬鋁硬鋁A鈦合金鈦合金C鋼鋼答案：C2人類歷史上大量生產和使用鋁、鐵、鈦、銅四種金屬單人類歷史上大量生產和使用鋁、鐵、鈦、銅四種金屬單質的時間順序是質的時間順序是()。A銅銅鐵鐵鋁鋁鈦鈦B鐵鐵銅銅鋁鋁鈦鈦C鐵鐵銅銅鈦鈦鋁鋁D銅銅鐵鐵鈦

2、鈦鋁鋁答案：A3合金是指由兩種或兩種以上的合金是指由兩種或兩種以上的_或或(_)熔合而成的具有熔合而成的具有_特性的物質。我國使用最特性的物質。我國使用最早的合金是早的合金是_。常見的銅合金還有。常見的銅合金還有_和和_。司母戊鼎是司母戊鼎是_制品。制品。金屬金屬金屬與非金屬與非金屬金屬青銅青銅黃銅黃銅白銅白銅青銅青銅金屬金屬一、合金的概念與特性1概念。概念。合金是由合金是由兩種或兩種以兩種或兩種以上的金屬上的金屬(或金屬與非金屬或金屬與非金屬)熔合而熔合而成的具有金屬特性的物質成的具有金屬特性的物質。2特性。特性。合金與各成分金屬相比，具有許多優良的物理、化學或機合金與各成分金屬相比，具有許

3、多優良的物理、化學或機械性能，在許多方面不同于各成分金屬械性能，在許多方面不同于各成分金屬。(1)合金具有金屬特性，即具有金屬光澤，有良好的導電性合金具有金屬特性，即具有金屬光澤，有良好的導電性、導熱性和延展性。導熱性和延展性。(2)合金的合金的硬度硬度一般比它的各成分金屬一般比它的各成分金屬大大。(3)合金的合金的熔點熔點一般比它的各成分金屬一般比它的各成分金屬低低。如作原子反應堆。如作原子反應堆導熱劑的導熱劑的鈉鉀合金，常溫下呈液態鈉鉀合金，常溫下呈液態。(1)合金中一定含有金屬元素。合金中一定含有金屬元素。(2)合金中可能含有非金屬元素。合金中可能含有非金屬元素。(3)合金一定是混合物。

4、合金一定是混合物。(4)合金同樣具有金屬的一切共性。合金同樣具有金屬的一切共性。(5)合金中各元素的含量影響合金的性質。合金中各元素的含量影響合金的性質。(6)一般認為在化學性質方面，合金體現的是各成分金屬的一般認為在化學性質方面，合金體現的是各成分金屬的化學性質。化學性質。 例 1 合金相對合金相對于純金屬制成的金屬材料來說，優點有于純金屬制成的金屬材料來說，優點有()。合金的硬度一般比它的各成分金屬大；通常合金的熔合金的硬度一般比它的各成分金屬大；通常合金的熔點比它的各成分金屬更低；改變原料的配比，改變制合金的點比它的各成分金屬更低；改變原料的配比，改變制合金的條件，可得到具有不同性能的合

5、金；合金比純金屬的導電性條件，可得到具有不同性能的合金；合金比純金屬的導電性更強；合金比純金屬的應用范圍更廣泛更強；合金比純金屬的應用范圍更廣泛。ABCD點撥：合金具有許多優良的物理、化學或機械性能，在許多方面優于各成分金屬。例如，合金的硬度一般比各成分金屬的硬度大，多數合金的熔點一般比各成分金屬的熔點低。答案：A二、常見合金的重要應用1銅合金銅合金。合金合金主要成分主要成分主要性能主要性能主要用途主要用途青銅青銅 銅、錫、鉛銅、錫、鉛強度高、可塑性好、強度高、可塑性好、耐磨、耐腐蝕耐磨、耐腐蝕機械零件，如軸承、機械零件，如軸承、齒輪等齒輪等黃銅黃銅銅、鋅銅、鋅強度高、可塑性好、強度高、可塑性

6、好、易加工、耐腐蝕易加工、耐腐蝕機械零件、儀表、機械零件、儀表、日用品等日用品等白銅白銅 銅、鎳、鋅銅、鎳、鋅光澤好、耐磨、耐光澤好、耐磨、耐腐蝕、易加工腐蝕、易加工錢幣、代替銀作飾錢幣、代替銀作飾品等品等鐵合金主要成分元素主要特性主要用途生鐵Fe、C(2%4.3%)、Si、Mn、S、P 等硬而脆，強度大，可鑄不可鍛煉鋼，制各種鑄件等鋼碳素鋼低碳鋼Fe、C(低于 0.3%)韌性、焊接性好，強度低制鋼板、鋼絲、鋼管等中碳鋼Fe、C(0.3%0.6%)強度高、韌性及加工性好制鋼軌、車輪和建材等高碳鋼Fe、C(高于 0.6%)硬而脆，彈性好制器械、彈簧、刀具等合金鋼錳鋼Fe、Mn、C韌性好、強度大鋼

7、軌、軸承、鋼磨、坦克裝甲硅鋼Fe、Si、C導磁性好變壓器、發電機和電動機中的鐵芯等不銹鋼Fe、Cr、Ni抗腐蝕性好醫療器械、炊具、反應釡、容器等2.鐵合金。鋼是用量最大、用途最廣的合金，按其化學成分，可以分為兩大類：碳素鋼和合金鋼。成分元素成分元素主要特性主要特性主要用途主要用途Al、Mg、Cu、Si 等等 密度小，強度大密度小，強度大用于制造汽車、飛機、火用于制造汽車、飛機、火箭、船舶等箭、船舶等碳素鋼中的含碳量越低，鋼的韌性越好；含碳量越高，鋼碳素鋼中的含碳量越低，鋼的韌性越好；含碳量越高，鋼的硬度越大。的硬度越大。3鋁合金。鋁合金。4.鈦合金。鈦合金。鈦的合金具有密度小、強度高、耐腐蝕、

8、耐高溫等優點，鈦的合金具有密度小、強度高、耐腐蝕、耐高溫等優點，主要用于飛機、火箭、導彈、人造衛星、宇宙飛船等領域。主要用于飛機、火箭、導彈、人造衛星、宇宙飛船等領域。例例 2 我國人民早在商代就已掌握青銅我國人民早在商代就已掌握青銅(銅錫鉛合金銅錫鉛合金)冶鑄冶鑄技術。在商代首都技術。在商代首都河南安陽，曾經出土多處煉銅遺址和大河南安陽，曾經出土多處煉銅遺址和大量青銅器件，其中有一件司母戊鼎，高量青銅器件，其中有一件司母戊鼎，高 133 cm、長、長 110 cm、寬、寬78 cm，重，重 832.84 kg，是迄今為止被發現的我國古代青銅器中，是迄今為止被發現的我國古代青銅器中A銅是人類歷

9、史上使用最早的金屬材料銅是人類歷史上使用最早的金屬材料B青銅合金具有比銅單質更好的機械性能青銅合金具有比銅單質更好的機械性能C青銅易生銹是因為銅的性質活潑青銅易生銹是因為銅的性質活潑D銅被最早使用是因為銅的性質不活潑，易冶煉銅被最早使用是因為銅的性質不活潑，易冶煉點撥：銅的化學性質不活潑，易冶煉為單質，合金通常比其成分金屬具有更優良的物理、化學或機械性能。答案：C三、金屬材料的正確選用1金屬材料的分類。金屬材料的分類。2正確選用金屬材料的原則。正確選用金屬材料的原則。一般來說，選擇金屬材料時，常常要考慮以下幾個方面：一般來說，選擇金屬材料時，常常要考慮以下幾個方面：(1)主要用途：材料的用途與

10、材料的性能有密切的關系。主要用途：材料的用途與材料的性能有密切的關系。(2)外觀：不僅要材料本身外觀美，還要使材料的外觀與周外觀：不僅要材料本身外觀美，還要使材料的外觀與周邊環境相協調。邊環境相協調。(3)物理性質：包括密度、硬度、強度、伸縮性、導電性、物理性質：包括密度、硬度、強度、伸縮性、導電性、導熱性等。導熱性等。(4)化學性質：主要包括在空氣、水、陽光、酸、堿、鹽等化學性質：主要包括在空氣、水、陽光、酸、堿、鹽等環境里的化學穩定性，這些性質會影響到材料的使用壽命。環境里的化學穩定性，這些性質會影響到材料的使用壽命。(5)價格：考慮價格時要把對材料的基本需求和材料的基本價格：考慮價格時要

11、把對材料的基本需求和材料的基本性能放在前面。性能放在前面。(6)加工難度：考慮加工難度時要將材料的性質與加工的技加工難度：考慮加工難度時要將材料的性質與加工的技術、設備相結合。術、設備相結合。(7)日常維護：金屬材料耐腐蝕性相對較弱，在選擇金屬材日常維護：金屬材料耐腐蝕性相對較弱，在選擇金屬材料時必須要考慮使用后的日常維護問題。料時必須要考慮使用后的日常維護問題。(8)對環境的影響：一要考慮在使用材料的過程中，它的反對環境的影響：一要考慮在使用材料的過程中，它的反光性、放射性、產生的噪音等對環境的不利影響；二要考慮材光性、放射性、產生的噪音等對環境的不利影響；二要考慮材料的廢棄物對環境有哪些不利影響。料的廢棄物對環境有哪些不利影響。(1)某種金屬能不能成為一種應用廣泛的材料，主要取決于某種金屬能不能成為一種應用廣泛的材料，主要取決于該金屬的儲量、冶煉成本、市場價格以及所具有的性能和是否該金屬的儲量、冶煉成本、市場價格以及所具有的性能和是否易于加工等。易于加工等。(2)選擇金屬材料時，除了要考慮金屬的用途、外觀和價格選擇金屬材料時，除了要考慮金屬的用途、外觀和價格外，還要考慮金屬的物理性質和化學性質。外，還要考慮金屬的物理性質和化學性質。例 3 鈦和鈦的合金被譽為鈦和鈦的合金被譽為“21 世紀最有發展前景的金屬世紀最有發展前景的金屬材料材料”。它們