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文檔簡介
1、合金教學目標:1.使學生初步了解合金。2認識金屬與合金在性能上的主要差異。3知道生活中常見合金的組成,了解新型合金的用途。了解易拉罐的主要成分。教學重點:認識金屬與合金在性能上的主要差異。教學方法:調查或實驗、查閱資料。課時劃分:一課時教學過程:思考與交流1、什么是合金?你日常生活中的金屬制品那些是合金?2、為什么我們使用的金屬材料主要是合金?而不是純金屬?3、查閱資料,填寫制造下列汽車配件所用的金屬或合金,并解釋使用這些材料的原因。汽車配件金屬或合金使用原因電線芯汽車外殼燈絲發動機排氣管過渡我們日常生活中所用金屬基本上都是合金,原因是合金與純金屬相比具有優越的性能,下面我們認識合金。板書 第
2、三章 探索生活中材料第一節 合金一、認識合金自學合金第一自然段。板書合金:就是兩種或兩種以上的金屬(或金屬跟非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質。特點:合金比它的成分金屬具有許多良好的物理的、化學的或機械的等方面的性能,一般地說,合金的熔點比它的各成分金屬的熔點都低。 思考為什么合金具有良好的機械性能?投影講解根據圖3-1講解合金比純金屬硬度大更堅硬的原因。學與問根據圖解釋合金熔點為什么一般比各成分熔點低?提示:原子之間吸引力減弱。板書二、使用合金1、鐵合金投影講解 生鐵的含碳量在24.3,還含有硅、錳及少量硫、磷等雜質,機械性能硬而脆,易斷裂,可鑄不可鍛;鋼中的含碳量一般在0.032之間,其
3、它雜質含量也比生鐵少,基本上不含硫和磷。機械性能比生鐵優良,硬而韌,有彈性,延展性好,可鑄可鍛,易加工。練習1.生鐵的含碳量在_之間,還含有等雜質,主要的機械性能_。鋼的含碳量在_之間,與生鐵比較其它雜質含量_,主要的機械性能_。講述鋼可以分為碳素鋼和合金鋼兩大類,根據含碳量的不同。工業上一般把含碳量低于0.3(質量分數)的叫做低碳鋼;含碳量在0.30.6(質量分數)之間的叫做中碳鋼;含碳量在0.6(質量分數)以上的叫做高碳鋼。合金鋼是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,從而使鋼具有各種不同特殊性能,如強度、硬度大,可塑性、韌性好,耐磨,耐腐蝕,以及其它許多優良性能
4、。投影不銹鋼制品:講述 隨著科學技術的進步和人民生活水平的提高,不銹鋼的裝飾品、餐具、炊具已經進入許多家庭。不銹鋼制品外觀光潔、美觀,不易污染、不生銹,因此受到人們的青睞。 不銹鋼中除鐵以外,還含有抗腐蝕性很強的鉻和鎳。鉻的含量一般在13以上,鎳的含量也在10%左右。例如,有一種不銹鋼的成分除鐵以外,其他元素含量如下: Cr(鉻)17.0%19.0%;Ni(鎳)8.0%11.0%; C(碳)0.14%;Si(硅)0.80%;Mn(錳)2.00%; P(磷)0.035%;S(硫)0.03%。練習2.在下列物質名稱后的括號內填上符合該物質的組成成分和用途的序號。(1)低碳鋼( )(2)高碳鋼( )
5、(3)不銹鋼( )(4)鑄造生鐵( )A.含碳24.3 B.含碳低于0.3C.含碳高于0.6 D.含鎳、鉻a.鑄造鑄件 b.機器零件c.化工設備的耐酸塔 d.刀具3.鋼鐵的生銹與什么有關?鐵銹的主要成分是什么?若鐵銹的主要成分以Fe2O3表示,寫出用鹽酸除去鐵銹有關反應的化學方程式。學與問某些情況下(如海水中),不銹鋼仍會生銹,為什么?(提示:仍含雜質,形成原電池)自學資料卡片鋼中合金元素作用。(閱讀拓展資料:特種綱)投影幾種鋁合金用途:板書2、鋁合金、銅合金講述 鋁是地殼中含量最多的金屬元素。純鋁的強度和硬度較小,不適合制造機械零件等。制成鋁合金可改善性能。例如,鋁硅合金(含Si質量分數為1
6、3.5)的熔點為564,比純鋁或硅的熔點低,而且它在凝固時收縮率又很小。因而,這種合金適合鑄造。又如,硬鋁(含Cu 4、Mg 0.5、Mn 0.5、Si 0.7)(均為質量分數)的強度和硬度都比純鋁大,幾乎相當于鋼材,且密度較小。鋁合金的種類很多,它們在汽車、船舶、飛機等制造業上以及在日常生活里的用途很廣。實踐活動通過調查或設計實驗,確定易拉罐的成分投影銅合金:講述 Cu與Zu的合金稱黃銅,其中Cu占60%90%、Zn占40%10%,有優良的導熱性和耐腐蝕性,可用作各種儀器零件。青銅是人類使用歷史最久的金屬材料,它是CuSn合金。白銅是Cu-Ni合金,有優異的耐蝕性和高的電阻,故可用作苛刻腐蝕
7、條件下工作的零部件和電阻器的材料。投影閱讀資料卡片:K金是指黃金和其它金屬混合在一起的合金,K金的量度單位,是將純金分為24份。根據在首飾中的黃金含量就分成不同的K金,所以24K是指純金,18K含黃金量就是18/24=75.0%。思考與交流閱讀新型合金板書3、新型合金練習4、儲氫合金是怎樣儲氫的?常用那些合金材料做儲氫金屬材料?使用時氫氣怎樣放出?5、.氫化鈉(NaH)是一種離子化合物,NaH與H2O反應放出H2,下列敘述中正確的是A、NaH在水中呈酸性B、NaH中的氫離子可被還原成H2C、NaH與H2O反應時,NaH是氧化劑 D、NaH與H2O反應時,H2既是氧化產物又是還原產物投影閱讀資料
8、卡片泡末金屬練習6、什么是泡末金屬?泡末金屬有那些性質及主要用途。小結略作業P53 1、2、3、4、5、6板書設計 第三章 探索生活中材料第一節 合金一、認識合金合金:就是兩種或兩種以上的金屬(或金屬跟非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質。特點:合金比它的成分金屬具有許多良好的物理的、化學的或機械的等方面的性能,一般地說,合金的熔點比它的各成分金屬的熔點都低。二、使用合金1、鐵合金2、鋁合金、銅合金3、新型合金知識拓展: 特種合金(1)耐蝕合金金屬材料在腐蝕性介質中所具有的抵抗介質侵蝕的能力,稱金屬的耐蝕性。純金屬中耐蝕性高的通常具備下述三個條件之一:熱力學穩定性高的金屬。易于鈍化的金屬。表面
9、能生成難溶的和保護性能良好的腐蝕產物膜的金屬。因此,工業上根據上述原理,采用合金化方法獲得一系列耐蝕合金,一般有相應的三種方法:提高金屬或合金的熱力學穩定性,即向原不耐蝕的金屬或合金中加入熱力學穩定性高的合金元素,使形成固溶體以及提高合金的電極電勢,增強其耐蝕性。例如在Cu中加Au,在Ni中加入Cu、Cr等,即屬此類。不過這種大量加入貴金屬的辦法,在工業結構材料中的應用是有限的。加入易鈍化合金元素,如Cr、Ni、Mo等,可提高基體金屬的耐蝕性。在鋼中加入適量的Cr,即可制得鉻系不銹鋼。實驗證明,在不銹鋼中,含Cr量一般應大于13%時才能起抗蝕作用,Cr含量越高,其耐蝕性越好。這類不銹鋼在氧化介
10、質中有很好的抗蝕性,但在非氧化性介質如稀硫酸和鹽酸中,耐蝕性較差。這是因為非氧化性酸不易使合金生成氧化膜,同時對氧化膜還有溶解作用。加入能促使合金表面生成致密的腐蝕產物保護膜的合金元素,是制取耐蝕合金又一途徑。例如,鋼能耐大氣腐蝕是由于其表面形成結構致密的化合物羥基氧化物FeOx·(OH)23-2x,它能起保護作用。鋼中加入Cu與P或P與Cr均可促進這種保護膜的生成,由此可用Cu、P或P、Cr制成耐大氣腐蝕的低合金鋼。 (2)耐熱合金一般的金屬材料都只能在500 600 下長期工作。能在高于700 的高溫下工作的金屬通稱耐熱合金。“耐熱”是指其在高溫下能保持足夠強度和良好的抗氧化性。
11、提高鋼鐵高溫強度的方法很多,從結構、性質的化學觀點看,大致有兩種主要方法:一是增加鋼中原子間在高溫下的結合力。研究指出,金屬中結合力,即金屬鍵強度大小,主要與原子中未成對的電子數有關。從周期表中看,B元素金屬鍵在同一周期內最強。因此,在鋼中加入Cr、Mo、W等原子的效果最佳。二是加入能形成各種碳化物或金屬間化合物的元素,以使鋼基體強化。由若干過渡金屬與碳原子生成的碳化物屬于間隙化合物,它們在金屬鍵的基礎上,又增加了共價鍵的成分,因此硬度極大,熔點很高。例如,加入W、Mo、V、Nb可生成WC、W2C、MoC、Mo2C、VC、NbC等碳化物,從而增加了鋼鐵的高溫強度。利用合金方法,除鐵基耐熱合金外
12、,還可制得鎳基、鉬基、鈮基和鎢基耐熱合金,它們在高溫下具有良好的機械性能和化學穩定性。其中鎳基合金是最優的超耐熱金屬材料,組織中基體是NiCrCo的固溶體和Ni3Al金屬化合物,經處理后,其使用溫度可達1 000 1 100 。(3)鈦合金鈦和鈦合金有優異的耐蝕性,只能被氫氟酸和中等濃度的強堿溶液所侵蝕。特別是鈦對海水很穩定,將鈦或鈦合金放入海水中數年,取出后,仍光亮如初,遠優于不銹鋼。液態的鈦幾乎能溶解所有的金屬,形成固溶體或金屬化合物等各種合金。合金元素如Al、V、Zr、Sn、Si、Mo和Mn等的加入,可改善鈦的性能,以適應不同部門的需要。例如,Ti-Al-Sn合金有很高的熱穩定性,可在相
13、當高的溫度下長時間工作;以Ti-Al-V合金為代表的超塑性合金,可以50%150%地伸長加工成型,其最大伸長可達到2 000%。而一般合金的塑性加工的伸長率最大不超過30%。由于上述優異性能,鈦享有“未來的金屬”的美稱。鈦合金已廣泛用于國民經濟各部門,它是火箭、導彈和航天飛機不可缺少的材料。船舶、化工、電子器件和通訊設備以及若干輕工業部門中要大量應用鈦合金,只是目前鈦的價格較昂貴,限制了它的廣泛使用。(4)磁性合金金屬中組成永磁材料的主要元素是Fe、Co、Ni和某些稀土元素。目前使用的永磁合金有稀土鈷系、鐵鉻鈷系和錳鋁碳系合金。磁性合金在電力、電子、計算機、自動控制和電光學等新興技術領域中,有著日益廣泛的應用。(5)形狀記憶合金形狀記憶合金是在20世紀60年代初期發現的,它是一種特殊的合金,有一種不可思議的性質,即使把它揉成一團,一旦達到一定溫度,它便能在瞬間恢
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