黑色金属材料
概念：黑色金属材料是指铁、锰、铬，包括钢及其他以铁为主的合金。
三部分：
1、碳素钢
2、合金钢
3、铸铁
第一部分：碳素钢
碳素钢是碳的质量分数大于0.0218%小于2.11%,并含有少量锰、硅、磷、硫等元素的铁碳合金。
第一节：碳及杂质对钢性能的影响
1、碳是钢中最主要的元素之一，对钢的性能起着决定性作用，尤其是对钢的力学性能的影
响更为显著，在碳的质量分数小于0.77%的碳钢中.随碳的质量分数增加,钢的强度和硬度将升高,而塑性和韧性将降低.当碳的质量分数超过1.%,以后,硬度虽继续升高,但强度、塑性和韧性都降低，脆性增大。
2、有益元素：锰和硅
锰：锰在碳钢中作为杂质存在是一般含量〈0。8%，是在炼钢时作为脱氧剂加入钢中的。其脱氧能力较好，能防止形成FeO；Mn还能与S化合成MnS（1620）铁为1538，提高钢的强度和硬度。消除硫的有害影响。
硅：硅的脱氧能力比Mn强，可以防止形成FeO，改善钢质，硅可溶于铁素体提高钢的强度、硬度和弹性，但使钢的塑性和韧性降低。
3、有害杂质：硫和磷
硫：在固态下，硫在铁素体中的溶解度极小，在钢中主要以FeS的形态存在。FeS塑性差，强度低，所以含S量高的钢，脆性大。更严重的是，FeS和Fe能形成低溶点的（985）的共晶体分布在奥氏体晶界上，当砚钢加热到1100-1200进行锻、轧等压力加工时，由于低熔点的共晶体熔化而使钢在热加工过程中沿着晶界开裂，这种现象称为钢的“热脆”。但是，硫对钢也有有利的作用。如钢中含有一定数量的硫以后，能改善钢的切削加工性能，在进行切削加工的过程中易于断屑。因此，工业上，常在炼钢时有意地提高钢的含硫量，制成适合自动车进行高速切削用的易发切钢，发改善切削加工性能，降低刀具磨损。
磷：钢中的磷主要来自炼钢生铁，对钢的性能也产生较大的影响。磷在高温时溶解一铁中，面低温时则以Fe3P（硬脆化合物）的形式析出于晶界上，削弱了晶界的强度，降低了金属的塑性和韧性。而且温度越低，脆性越明显。这种在常温下出现的脆性称“冷脆性”
第二节：碳钢的分类
1、按碳的质量分数分类，分为低、中和高碳钢三类。
1）低碳钢——WC〈0。25%。
2）中碳钢——WC在0。25-0。60%之间。
3）高碳钢——WC〉0。60%。
2、按钢的质量分类，主要根据钢中所含有害杂质S、P的质量分数分为：
1）普通碳素钢——WS《0。050% WP《0。045%。
2）优质碳素钢——WS《0。040%、WP《0。040%。
3）高级优质碳素钢——WS《0。03%、WP《0。035%。
3、按用途分类按用途可分为碳素结构钢和碳素工具钢两类。
1）碳素结构钢：主要用于制造各种工程构件（如桥梁、船舶、建筑用钢）和机器零件（如
齿轮、轴、螺钉、螺母、曲轴）这类钢一般属于低碳和中碳钢。
2）碳素工具钢：主要用于制造各种刀具、量具、模具。这类钢含碳量较高。一般属于高碳钢。
3、按冶炼时脱氧程度的不同分类可分为沸腾钢、镇静钢、和半镇静钢三类。
1）沸腾钢——在冶炼未期和浇注前用锰铁和少量铝作脱氧剂进行轻微脱氧，使大量的氧留在钢液中；在浇入锭模后，钢中的投送与碳反应。产后大量CO气泡而引起钢
液表面剧烈沸腾。
2）镇静钢——为完全脱氧钢。钢液浇注前相继用锰铁、硅铁和铝等脱氧剂进行充分脱氧，使钢液浇入锭模后凝固时没有CO气泡产生，锭模内钢液平静。
3）半镇静钢——钢液脱氧程度不够充分，介于沸腾钢与镇静钢之间，浇注时产生轻微沸腾。
4）按冶炼方法及设备分为1、平炉钢，2、转达炉钢，3、电炉钢。
第三节：碳素结构钢的牌号、主要性能及用途
1、普通碳素结构钢，这类钢冶炼容易、工艺性好、价廉，而且在力学性能上也能满足
一般工程结构及普通机器零件的要求，但钢中S、P和非金属夹杂物含量比优质碳
素结构钢多，大都在热轧状态下直接使用，通常轧制成板材、带材及各种型材。其
中牌号Q195和Q275是不分质量等级的，出厂时即保证力学性能，又保证化学成
分。面Q215、Q235、Q255牌号的碳素结构钢，当质量等级为A级时，只保证力
学性能，而不保证除硅、硫、磷外的其他化学成分，其余B、C、D等级的则力学
性能和化学成分均保证。
其牌号是由屈服点字母、屈服点数值、质量等级、脱氧方法等到四部分按顺序组成。
Q235-AF——Q、屈服点，汉语拼音第一个字母。
235、屈服点（屈服强度）值（MPa）
A、质量等级
F、表示沸腾钢
Q195钢碳的含量低，塑性好，常用于制作铁钉、铁丝及各种薄板；如黑铁皮、白铁皮（镀锌薄钢板）、马口铁（镀锡薄钢板）等到，适应冷作加工。此外也可以用来代替优质碳素结构钢08F、10钢等，用作冲压板材或焊接结构件。
2、优质碳素结构钢：优质碳素结构钢牌号由两位数字构成，数字值表示钢的平均碳的质量分数的万分之几。若锰的质量分数大于0。7%-1。2%，那么在牌号后面需加上元素符号Mn 来表示。
第四节：碳素工具钢含碳量0。7-1。4%。
1、分为：优质碳素工具钢：WS《0。030%，WP《0。035%；
高级优质碳素工具钢：WS《0。020%，WP《0。030%
2、碳素工具钢的编号方法：采用：“碳”字的汉语T作代号，后面再加上数字来表示，
数字表示平均含碳量的千分之几。如T10。如：钢中锰的含量达到0。40-0。60%
时，牌号后面加上锰元素符号Mn表示。如：T8Mn，如是高级优质钢，牌号后面
加“A”表示。如：T8MnA
3、性能及用途：
第五节：铸钢：所谓铸钢，是指由钢液直接铸成零件毛坯的材料。
铸钢的编号方法：用表示铸钢的字母“ZG”作代号，代号后面加上两组数字。
第一组表示其最低屈服强度，第二组表示其最低抗拉强度，中间用一短横线隔开。
如：ZG 200-400
第二部分：合金钢
所谓合金钢，就是在碳素钢的基础上，为了改善钢的改善钢的性能，在冶炼时有目的地加入一些元素的钢。
第一节：合金钢的分类与编号
分类：1、按用途分类有以下几种：
1）合金结构钢：用于制造各种工程结构和重要的机器零件等；
2）合金工具钢：用于制造各种重要的工具，如切削刀具、模具、和精密量具等；
3）特殊合金钢：用于制造要求特殊性能的结构件和零件等，如不锈钢、耐热钢、抗磨钢、磁钢和无磁钢等。
2、按合金元素含量分类有如下三种：
1）低合金钢：合金元素总的质量〈5%
2）中合金钢：合金元素总的质量为5-10%
3）高合金钢：合金元素总的质量为〉10%。
编号：合金结构钢的牌号是采用“二位数字+化学元素符号+数字”的方法来表示的。
1）前面的数字表示钢的碳的平均质量分数的万分之几。
2）合金元素直接用化学元素符号表示，其编写顺序常按它在钢中的作用大小排列。
3）后面的数字表示合金元素平均质量分数的百分之几。凡合金元素平均质量分数＜1．5%时，牌号中只标明元素，一般不标明质量分数。如平均质量分数≥1。5%、2。5%、3。5%……则相应地以2、3、4……等表示。如果
为高级优质钢，则在钢号后加“A”。
如：60 Si2 Mn A
合金工具钢的牌号是采用：“一位数字+化学元素符号+数字”的方法来表示的。
1）首先用一位数字表示钢中平均含碳量为千分之几。当碳的质量分数大于1%以后，或是高合金工具钢，则不再标出含碳量的数字。
……一些特殊专用钢，为表明其用途，在牌号前需附加字母。如滚动轴承钢，“G”。
第二节：常用合金钢
一、金结构钢可以分为建筑及工程用钢和机器制造用钢两类。
1、普通低合金结构钢：含碳量一般低于0。2%，合金元素低于3%，以加锰
为主，目的是提高钢的强度和淬透性。
2、合金渗碳钢：含碳量一般为：0。15%-0。25%
3、合金调质钢：含碳量一般为：0。30-0。55%
4、合金弹簧钢：一般为0。5-0。7%
5、滚动轴承钢：一般为0。95-1。15%
第三节：合金工具钢
1、合金刃具钢：应有以下性能：1）高的硬度；2）高的耐磨性；3）足够的强度
和韧性；4）高的红硬性。
合金刃具钢一般可分为低合金刃具钢和高速钢两类：
《应用广泛的金属材料》教案 教学目标 知识与技能： 1．了解常见金属制品的金属性质，认识金属材料在生产生活中的广泛应用。 2．知道铝及其化合物的性质。 3．了解常见合金的组成，知道合金的组成，知道生铁和钢等重要合金的性能，了解形状记忆合金在高科技领域的重要应用。 4．知道金属腐蚀的危害，认识防止金属腐蚀的重要性。 5．知道各种防止金属腐蚀的方法及其原理。 过程与方法： 1、通过对铝的性质实验探究，学习探究的基本方法。 2、通过学习常见合金的组成以及它们的应用，金属防腐方法的效果和价格，使学生会运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工，思考解决问题的办法。 情感态度价值观： 1．通过了解使用铝炊具的注意事项，使学生认识到化学知识的应用价值。 2．通过了解合金和新型金属材料在改变人们的生活方式，使学生体验到材料科学发展的日新月异，从而激发学生的求知欲。 教学重点：铝及其化合物的性质；金属防腐的方法。 教学难点：铝及其氧化物的两性；金属腐蚀的原因。 课时安排：3课时 第一课时§3.1.1 金属的性质及其应用 教学过程：
第二课时§3.1.2 常见合金的组成及应用 教学目标： 1.使学生初步了解合金。 2．认识金属与合金在性能上的主要差异。 3．知道生活中常见合金的组成，了解新型合金的用途。了解易拉罐的主要成分。教学重点：认识金属与合金在性能上的主要差异。 教学方法：调查或实验、查阅资料。 教学过程： 【思考与交流】 1、什么是合金？你日常生活中的金属制品那些是合金？ 2、为什么我们使用的金属材料主要是合金？而不是纯金属？ 3、阅读P86表3-3，了解生活中常见的合金种类的主要组成元素和具体应用。
常用五金简介： 一． A3钢是GB700-79规定的牌号，相当于GB700-88中的Q235A类，属于普通碳素钢，A3钢是过去的叫法，现在虽然还在用，但仅限于口语，在书面文件中最好不要用，它是甲类钢，这类钢在出厂时钢厂只保证其机械性能而不保证化学成分，所以杂质成分如S、P可能多一点，其含炭量在0.12~0.22%之间，平均屈服极限235MPa，常温下许取用应力113MPa，与新标准中的Q235相当，具体又分A、B、C、D等级别。 二： 不锈钢中说的21CT其实是一种新型的环保不锈钢材，是性能和安全性都远优于SUS304（常用不锈钢锅材料）的新一代无镍、无钼，高抗腐蚀的节能不锈钢材。为什么会取名为21CT，是由于含铬量高达21%而命名的。铬是金属中硬度最大的特种钢。在钢结构和工具钢中，铬能显著提高强度、硬度耐磨性，铬能提高钢的抗氧化性和耐腐蚀性，因而是不锈钢，耐热钢的重要合金元素。锅具中添加铬，无惧任何酸性食物的挑战，硬度更强，能配合各种勺具的使用，延长寿命更有效！21%高含量铬金属比SUS304金属要高出3.2%，耐腐蚀、耐磨更显著。而”C“、”T“分别代表铜（Cu）和钛（Ti）的首字母。首先说”C“，不锈钢中添加铜，可以增加不锈钢的耐蚀性，同时适量的铜代替镍（害的金属）的添加，既安全对人体无害，又高效导热，节省能源。同时，镍在提取过程中也会对环境造成伤害，选择无镍，是对自己和对环境的保障。接下来说”T“，钛属于稀有金属，具有“亲生物”性。对人体安全无害。最重要是钛金属具有优异的导热性，能快速均匀使热量扩散。不锈钢中添加钛，能使导热更快。两者结合，能大大提高不锈钢的性能，比SUS304更耐用更高效。21CT的优势很多，一般不锈钢的优势都包含了，如果说最突出的优势，我大概总结一下吧。●加热均匀●高效储热●物理不粘●完全无毒●节能环保●经久耐用，这6大特点使得它各方面都表现优秀，用21CT制成的锅具更加经久耐用，更安全。现在锅具都追求节能、环保，所以它们都会采用复合钢材的形式，把21CT和铝、高级的不锈钢相结合，性能更佳，有研究发现，其导热率比SUS304高30%，好像沸水测试，都比304要快，所以是真正的环保节能新钢材。 三： 430不锈钢是具有良好的耐腐蚀性能的通用钢种，导热性能比奥氏体好，热膨胀系数比奥氏体小，耐热疲劳，添加稳定化元素钛，焊缝部位机械性能好。430不锈钢用于建筑装饰用、燃油烧嘴部件、家庭用器具、家电部件。430F是在430钢上加上易切削性能的钢种，主要用于自动车床、螺栓和螺母等。430LX在430钢中添加Ti或Nb、降低C含量，改善了加工性能的和焊接性能，主要用于热水罐、供热水系统、卫生器具、家庭用耐用器具、自行车飞轮等。 由于其铬含量，又称其为18/0或18-0。与18/8和18/10相比，含铬稍少，硬度相应降低。
课题1 金属材料 教学目标： 了解金属的物理特征，能区分常见的金属和非金属，认识金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用；了解常见金属的特征及其应用，认识加入其他元素可以改良金属特性的重要性；知道生铁和钢等重要的合金。 通过比较学习，帮助学生形成获取信息和处理信息的能力，并构建出与金属材料相关联的知识体系。 通过资源共享，激励学生的合作参与意识；通过对金属物理性质与用途关系的学习，使学生体会到学习化学的价值。 重点和难点： 重点：认识金属物理性质的相似性和差异性。 难点：如何合理开发金属物质的用途。 实验准备： 教师：镁条、黄铜片、纯铜片、纯锡、硫磺等。 学生：易拉罐（铝镁合金）、带封口的娃哈哈塑料瓶、焊锡、铁锅碎片、不锈钢制品以及自主选择的其他材料。 课时安排： 2课时
上面两节课以学生自主探究解决金属材料的课题为中心，引导学生从故事化的教学情境入手，由学生提出探究目的和方案，并用交流、实验、设计、辩论等方式，得出如何区分常见的金属和非金属以及金属物理性质与用途的关系，由学生熟悉的“神舟”5号飞船上天事件，自然过渡到探究合金的相关知识，进而迁移到设计火箭外壳材料的物理指标。这样创设的教学环节既生动真实又可行，符合学生的认知规律和探究性学习要求。 两节课有四个明显特点：一是由学生提出教学目标，即教学目标应该陈述通过一定的教学活动后学生在行为上的变化，而不是陈述教师应该怎么做、做什么；二是学生的自主活动充分，参与面广、参与程度深；三是教师在多样化的教学方式下，于潜移默化中引领学生转变学习方式；四是多次、适时应用STS渗透教育，使学生体验到学习化学的价值和乐趣。
常见八种金属材料及其加工工艺 1、铸铁——流动性 下水道盖子作为我们日常生活环境中不起眼的一部分，很少会有人留意它们。铸铁之所以会有如此大量而广泛的用途，主要是因为其出色的流动性，以及它易于浇注成各种复杂形态的特点。铸铁实际上是由多种元素组合的混合物的名称，它们包括碳、硅和铁。其中碳的含量越高，在浇注过程中其流动特性就越好。碳在这里以石墨和碳化铁两种形式出现。 铸铁中石墨的存在使得下水道盖子具有了优良的耐磨性能。铁锈一般只出现在最表层，所以通常都会被磨光。虽然如此，在浇注过程中也还是有专门防止生锈的措施，即在铸件表面加覆一层沥青涂层，沥青渗入铸铁表面的细孔中，从而起到防锈作用。金属加工微信，内容不错，值得关注。生产砂模浇注材料的传统工艺如今被很多设计师运用到了其他更新更有趣的领域。 材料特性：优秀的流动性、低成本、良好的耐磨性、低凝固收缩率、很脆、高压缩强度、良好的机械加工性。 典型用途：铸铁已经具有几百年的应用历史，涉及建筑、桥梁、工程部件、家居、以及厨房用具等领域。 2、不锈钢——不生锈的革命 不锈钢是在钢里融入铬、镍以及其他一些金属元素而制成的合金。其不生锈的特性就是来源于合金中铬的成分，铬在合金的表面形成了一层坚牢的、具有自我修复能力的氧化铬薄膜，这层薄膜是我们肉眼所看不见的。我们通常所提及的不锈钢和镍的比例一般是18：10。 20世纪初，不锈钢开始作为元才来噢被引入到产品设计领域中，设计师们围绕着它的坚韧和抗腐蚀特性开发出许多新产品，涉及到了很多以前从未涉足过的领域。这一系列设计尝试都是非常具有革命性的：比如，消毒后可再次使用的设备首次出现在医学产业中。 不锈钢分为四大主要类型：奥氏体、铁素体、铁素体-奥氏体(复合式)、马氏体。家居用品中使用的不锈钢基本上都是奥氏体。 材料特性：卫生保健、防腐蚀、可进行精细表面处理、刚性高、可通过各种加工工艺成型、较难进行冷加工。 典型用途：奥氏体不锈钢主要应用于家居用品、工业管道以及建筑结构中;马氏体不锈钢主要用于制作刀具和涡轮刀片;铁素体不锈钢具有防腐蚀性，主要应用在耐久使用的洗衣机以及锅炉零部件中;复合式不锈钢具有更强的防腐蚀性能，所以经常应用于侵蚀性环境。
常用金属材料 1、钢的分类 钢的分类方法很多，常用的分类方法有以下几种： 1）按化学成分碳素钢可以分为：低碳钢（含碳量<0.25%）、中碳钢（含碳量0.25%?0.6%）、高碳钢（含碳量>0.6%）;合金钢可以分为：低合金钢（合金元素总含量<5% ）、中合金钢（合金元素总含量5%?10%）、高合金钢（合金元素总含量>10%）; 2）按用途分结构钢（主要用于制造各种机械零件和工程构件）、工具钢（主要用于制造各种刀具、量具和模具等）、特殊性能钢（具有特殊的物理、化学性能的钢，可分为不锈钢、耐热钢、耐磨钢等） 3）按品质分普通碳素钢（P W 0.045% S<0.05% ）、优质碳素钢（P W 0.035% S <0.035% ）、高级优质碳素钢（P W 0.025% S <0.025%） 2、碳素钢的牌号、性能及用途 常见碳素结构钢的牌号用“Q+数字”表示，其中“Q”为屈服点的“屈”字的汉语拼音字首， 数字表示屈服强度的数值。若牌号后标注字母，则表示钢材质量等级不同。 优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示钢的平均含碳量的质量分数的万分数，例如，20钢 的平均碳质量分数为0.2%。 表1 —1常见碳素结构钢的牌号、机械性能及其用途 3、合金钢的牌号、性能及用途 为了提高钢的性能，在碳素钢基础上特意加入合金元素所获得的钢种称为合金钢。
合金结构钢的牌号用“两位数（平均碳质量分数的万分之几） +元素符号+数字（该合金元 素质量分数，小于 1.5%不标出；1.5%?2.5%标2; 2.5%?3.5%标3,依次类推）”表示。 对合金工具钢的牌号而言，当碳的质量分数小于 1%,用“一位数（表示碳质量分数的千分 之几）+元素符号+数字”表示；当碳的质量分数大于1%时，用“元素符号+数字”表示。（注: 高速钢碳的质量分数小于 1%，其含碳量也不标出） 表1 — 2常见合金钢的牌号、机械性能及其用途 4、铸钢的牌号、性能及用途 铸钢主要用于制造形状复杂，具有一定强度、塑性和韧性的零件。碳是影响铸钢性能的主要 元素，随着碳质量分数的增加， 屈服强度和抗拉强度均增加， 而且抗拉强度比屈服强度增加 得更快，但当碳的质量分数大于 0.45%时，屈服强度很少增加，而塑性、韧性却显著下降。 所以，在生产中使用最多的是 ZG230-450、ZG270-500、ZG310-570三种。 表1 — 35、铸铁的牌号、性能及用途 铸铁是碳质量分数大于 2.11%，并含有较多Si 、Mn 、S 、P 等元素的铁碳合金。铸铁的生产 工艺和生产设备简单，价格便宜，具有许多优良的使用性能和工艺性能， 所以应用非常广泛, 是工程上最常用的金属材料之一。 铸铁按照碳存在的形式可以分为：白口铸铁、 灰口铸铁、麻口铸铁；按铸铁中石墨的形态可 以分为：灰铸铁、可锻铸铁、球墨铸铁、蠕墨铸铁。
常见的六种金属材料 有色金属，狭义的有色金属又称非铁金属，是铁、锰、铬以外的所有金属的统称。广义的有色金属还包括有色合金。有色合金是以一种有色金属为基体（通常大于50%），加入一种或几种其他元素而构成的合金。 1、锌 锌闪着银光又略带蓝灰色，它是继铝和铜之后第三种应用最广泛的有色金属。美国矿产局的一项统计显示——一个普通人在其一生要消耗总共要消耗掉331千克的锌。锌的熔点很低，所以它也是一种非常理想的浇注材料。 锌质铸件在我们日常生活中十分常见：门把手表层表层下面的材料、水龙头、电子元件等，锌具有极高的防腐蚀性，这一特性使它具备了另外最基本的一项功能，即作为钢的表面镀层材料。除此之外，锌还是与铜一起合成青铜的合金材料。 材料特性：卫生保健、防腐蚀、优良的可铸性、出色的防腐蚀性、高强度、高硬度、原材料廉价、低熔点、抗蠕变、易与其他金属形成合金、具有保健性、常温下易碎、100摄氏度左右具有延展性。 典型用途：电子产品元件。锌是形成青铜的合金材料之一。锌也有着清洁卫生以及抗腐蚀的特性。另外，锌也被应用在屋顶材料，照片雕刻盘、移动电话天线以及照相机中的快门装置。 2、铝 相对于已经有9000年使用历史的黄金而言，铝，这种略带蓝光的白色金属，实在只能算是金属材料中的婴儿。铝于18世纪初问世并被命名。与其他金属元素不同，铝并不是以直接的金属元素的形式存在于自然界中，而是从含50%氧化铝(亦称矾土)的铝土矿中提炼出来的。以这种形态存在于矿物中的铝也是我们地球上产量量最丰富的金属元素之一。 当铝这种金属最早出现的时候，它并没有被立刻应用到人们的生活当中。后来，针对其独特功能和特性的一批新产品逐渐问世，这种高科技材料也逐渐拥有越来越宽阔的市场。虽然铝的应用历史相对较短，但现在市面上铝产品的产量已经远远超过了其他有色金属产品的总和。 材料特性：柔韧可塑、易于制成合金、高强度-重量比、出色的防腐蚀性、易导电导热、可回收。 典型用途：交通工具骨架、飞行器零部件、厨房用具、包装以及家具。铝也经常被用以加固一些大型建筑结构，比如伦敦皮卡迪利广场上的爱神雕像，以及纽约克莱斯勒汽车大厦的顶部等，都曾用铝质加固材料。
项目一常用金属材料 课题二合金钢 【课题名称】 合金钢的分类、牌号和应用 【教学目标与要求】 一、知识目标 了解合金钢的分类及牌号表示方法、性能和应用场合。 二、能力目标 熟悉常用合金钢牌号的含义、特点及应用场合。 三、素质目标 读懂合金钢牌号的含义。 四、教学要求 熟悉常用合金钢的牌号的表示方法及其性能特点和应用。 【教学重点】 常用合金钢的牌号及性能特点和应用场合。 【难点分析】 常用合金钢的性能和应用场合。 【分析学生】 对常用合金钢材的性能及应用场合需要经过一段时间的学习才能逐渐理解和掌握。 【教学思路设计】 本次内容为叙述性教学方法，通过多举实例来解说名词的含义、
性能和应用场合，使学生逐渐掌握。讲课时要抓住重点，脉络清晰。【教学安排】 1学时（45分钟） 【教学过程】 一、钢的分类 1）按化学成分将钢分为碳素钢、低合金钢和合金钢三类。碳素钢即为非合金钢，非合金钢并不是钢中一点合金元素也没有，而是其合金元素的含量很低，对钢的性能不起主要影响作用。 2）按质量等级将钢分为普通质量钢、优质钢和特殊质量钢三种。合金钢仅有后二种。 二、合金钢牌号的表示方法 用“汉语拼音＋化学符号＋数字”来表示。 1）合金结构钢用于制造零件和工程结构。 如60Si2Mn，表示平均含碳量为0.60％，含硅量为2％，含锰量为小于1％。 2）合金工具钢用于制造刀具、模具和量具。 如9SiCr，表示平均含碳量为0.9％，硅和铬的平均含量都小于1.5％，用于制造丝锥。但高速钢W18Cr4V不标注碳的含量。 3）滚动轴承钢专门用于制造滚动轴承。 如GCr15SiMn，G是滚动轴承滚的汉语拼音首位字母，铬的平均含量为1.5％，硅和锰的平均含量均小于1.5％。 4）不锈钢和耐热钢表示方法与合金工具钢相同。
铝镁锰铝镁锰 铝镁锰合金介绍： 铝金属通过电解作用从自然界中提炼出来，再通过熔炼分别配以定量的铜、锰、镁、硅、锌等元素形成多种多样的合金，可获得能满足各种不同需要的机械和物理性能。目前规定了从1000到9000共九个系列的变形铝合金，分别应用于消费品、航空航天、建筑、包装、交通运输、电气设备等各个方面。 符合DIN1725标准所规定的3004合金，其具有质轻、结构强度适中、耐候、耐渍，易于加工和焊接，正常气候环境（空气污染严重除外）下使用寿命可达50年，其再欧美等国建建筑上早已广泛应用，在近几年在国内建筑的使用中得到了认可和肯定，为现代建筑向舒适、耐久、轻型、经济、环保等方向发挥了重要的作用。 铝镁锰合金的性能铝镁锰合金的性能：： 屋面和墙面所用铝镁锰合金板常用厚度有0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm1.2mmmm 等规格，密度为2.73g/cm 3，抗拉强度≥225Mpa，屈服强度≥190Mpa，延伸率＞3%,基材膨胀系数23×10-6。 铝镁锰合金的特点铝镁锰合金的特点：： 1、重量轻，密度为2.73g/cm 3，只有刚的1/3. 2、抗拉强度是普通铝的2.5倍，铝合金中含有一定的镁和锰，使其具有一定的强度和刚度。
3、耐腐蚀；与大气形成氧化铝薄膜，防止被进一步腐蚀。 4、外观表面处理多样、美观：可进行锤纹、阳极氧化、电泳、化学处理、抛光、涂漆处理。 5、可塑性好，易加工，适合各种建筑金属屋面和金属幕墙。 6、良好的导电性：厚度一般为0.7~0.9mm 的铝镁锰，可直接作防雷接闪器（国家规范《建筑防雷设计规范》GB 50057），但应避免在屋面穿孔。 7、优越的电磁波屏蔽性能，使人体大脑不受到伤害。 8、不释放有害毒素，是理想的环保材料。 9、回收利用价值很高，长期使用成本较经济，节约自然资源。 9、利于消防：熔点低（660摄氏度），发生火灾时，屋面易被烧穿，使火势向外蔓延，而不向内横向蔓延，有助于消防人员从顶部灌水灭火，到A 1级防火标准。 10、综合性价比较高。 锌铜钛锌铜钛（（俗称钛锌板俗称钛锌板）） 锌铜钛合金介绍锌铜钛合金介绍 锌铜钛合金（俗称钛锌）是上世纪10年代研制出的一种高强度、抗蠕变合金，其机械性能可以与铜合金、铝合金相媲美。60年代后在欧美逐步获得了工业生产和应用，开辟了结构材料的新领域。 钛锌板是以符合欧洲质量标准的E N179的高纯度金属锌（99.995）与少量的钛和铜熔炼而成。钛的含量是0.06~0.2%，可以改善合金的
液位 计、压力 管道、化 工设备的 常用金属 材料 2007-08-0 3 10:01:49 常用金属材料 介绍压力管道中常用的金属材料的分类、特点、用途和表示方法 金属材料:黑色金属：通常指铁和铁的合金 有色金属：指铁及铁合金以外的金属及其合金。 黑色金属根据它的元素组成和性能特点分为三大类,即铸铁、碳素钢及合金钢。 1铸铁 铸铁：含碳量大于2.06％的铁碳合金。 ◆真正有工业应用价值的铸铁其含碳量一般为2.5%~6.67%。 ◆铸铁的主要成分除铁之外,碳和硅的含量也比较高。由于铸铁中的含碳量较 高,使得其中的大部分碳元素已不再以Fe3C化合物存在,而是以游离的石墨存 在。 性能特点：是可焊性、塑性、韧性和强度均比较差,一般不能锻,但它却具有优 良的铸造性、减摩性、切削加工性能,价格便宜。 用途：常用作泵机座、低压阀体等材料；地下低压管网的管子和管件。 根据铸铁中石墨的形状不同将铸铁分为灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁。 1.1灰口铸铁：石墨以片状形式存在于组织中的铸铁称之为灰口铸铁。 ◆灰口铸铁浇铸后缓冷得到的组织为铁素体和游离石墨共存,断口呈灰色，灰 口铸铁也因此而得名。灰口铸铁的各项机械性能均较差,工程上很少使用。 1.2可锻铸铁：经过长时间石墨化退火,使石墨以团絮状存在于铸铁组织中,此 类铸铁称为可锻铸铁。 性能特点：强度、塑性、韧性均优于灰口铸铁，其延伸率可达12%；但可锻铸 铁制造工艺复杂,价格比较高。 ◆由于可锻铸铁具有一定的塑性,故"可锻"的名称也由此而出,其实它仍为不 可锻。 用途：可锻铸铁在工程上常用作阀门手轮以及低压阀门阀体等。 根据断面颜色或组织的不同,可锻铸铁又分为黑心可锻铸铁、白心可锻铸铁和 珠光体可锻铸铁三种。常用的是黑心可锻铸铁。 1.3球墨铸铁：是通过在浇注前向铁水中加入一定量的球化剂进行球化处理, 并加入少量的孕育剂以促进石墨化,在浇注后直接获得具有球状石墨结晶的铸
简介：1. 45——优质碳素结构钢，是最常用中碳调质钢。主要特征: 最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。应用举例 1. 45——优质碳素结构钢，是最常用中碳调质钢。 主要特征: 最常用中碳调质钢，综合力学性能良好，淬透性低，水淬时易生裂纹。小型件宜采用调质处理，大型件宜采用正火处理。应用举例: 主要用于制造强度高的运动件，如透平机叶轮、压缩机活塞。轴、齿轮、齿条、蜗杆等。焊接件注意焊前预热，焊后消除应力退火。 2. Q235A（A3钢）——最常用的碳素结构钢。 主要特征: 具有高的塑性、韧性和焊接性能、冷冲压性能，以及一定的强度、好的冷弯性能。应用举例: 广泛用于一般要求的零件和焊接结构。如受力不大的拉杆、连杆、销、轴、螺钉、螺母、套圈、支架、机座、建筑结构、桥梁等。 3. 40Cr——使用最广泛的钢种之一，属合金结构钢。 主要特征: 经调质处理后，具有良好的综合力学性能、低温冲击韧度及低的缺口敏感性，淬透性良好，油冷时可得到较高的疲劳强度，水冷时复杂形状的零件易产生裂纹，冷弯塑性中等，回火或调质后切削加工性好，但焊接性不好，易产生裂纹，焊前应预热到100～150℃，一般在调质状态下使用，还可以进行碳氮共渗和高频表面淬火处理。 应用举例:调质处理后用于制造中速、中载的零件，如机床齿轮、轴、蜗杆、花键轴、顶针套等，调质并高频表面淬火后用于制造表面高硬度、耐磨的零件，如齿轮、轴、主轴、曲轴、心轴、套筒、销子、连杆、螺钉螺母、进气阀等，经淬火及中温回火后用于制造重载、中速冲击的零件，如油泵转子、滑块、齿轮、主轴、套环等，经淬火及低温回火后用于制造重载、低冲击、耐磨的零件，如蜗杆、主轴、轴、套环等，碳氮共渗处即后制造尺寸较大、低温冲击韧度较高的传动零件，如轴、齿轮等。 4. HT150——灰铸铁。应用举例:齿轮箱体，机床床身，箱体，液压缸，泵体，阀体，飞轮，气缸盖，带轮，轴承盖等 5. 35——各种标准件、紧固件的常用材料 主要特征: 强度适当，塑性较好，冷塑性高，焊接性尚可。冷态下可局部镦粗和拉丝。淬透性低，正火或调质后使用应用举例: 适于制造小截面零件，可承受较大载荷的零件：如曲轴、杠杆、连杆、钩环等，各种标准件、紧固件 6. 65Mn——常用的弹簧钢。应用举例:小尺寸各种扁、圆弹簧、座垫弹簧、弹簧发条，也可制做弹簧环、气门簧、离合器簧片、刹车弹簧、冷卷螺旋弹簧，卡簧等。 7. 0Cr18Ni9——最常用的不锈钢（美国钢号304，日本钢号SUS304）特性和应用: 作为不锈耐热钢使用最广泛，如食品用设备，一般化工设备，原于能工业用设备 8. Cr12——常用的冷作模具钢（美国钢号D3，日本钢号SKD1) 特性和应用: Cr12钢是一种应用广泛的冷作模具钢，属高碳高铬类型的莱氏体钢。该钢具有较好的淬透性和良好的耐磨性；由于Cr12钢碳含量高达2.3%，所以冲击韧度较差、易脆裂，而且容易形成不均匀的共晶碳化物；Cr12钢由于具有良好的耐磨性，多用于制造受冲击负荷较小的要求高耐磨的冷冲模、冲头、下料模、冷镦模、冷挤压模的冲头和凹模、钻套、量规、拉丝模、压印模、搓丝板、拉深模以及粉末冶金用冷压模等
金属材料 【教学目标】 1．了解金属的物理特征，能区分常见的金属和非金属，认识金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用；了解常见金属的特征及其应用，认识加入其它元素可以改良金属特性的重要性；知道生铁和钢等重要的合金。 2．通过比较学习，帮助学生形成获取信息和处理信息的能力，并构建出与金属材料相关联的知识体系。 3．通过资源共享，激励学生的合作参与意识；通过对金属物理性质与用途关系的学习，使学生体会到学习化学的价值。 【教学重难点】 1．认识金属物理性质的相似性和差异性。 2．如何合理考虑金属物质的用途。 【实验准备】 教师：镁条、黄铜片、纯铜片、纯锡、硫磺等。 学生：易拉罐（铝镁合金）、带封口的娃哈哈塑料瓶、焊锡、铁锅碎片、不锈钢制品、以及自主选择的其它材料。 【课时安排】 2课时 【教学设计】 【教学过程】点评 创设情景 故事引入：1912年，英国斯科特探 险队的船只，在去南极的途中，天气十分 寒冷，可是用于取暖的煤油却漏光了，以 致探险队员全部冻死在南极冰原。原来装 煤油的铁桶是用锡焊接的，而锡却莫名其 妙地化为了灰尘。1867年冬天，俄国彼得 堡海军仓库的大批锡砖，一夜之间不翼而飞，留下了泥土一样的灰色粉末。 猜一猜：听了上面两个小故事，你能猜出产生事故的原因吗采撷短小、精致的历史故事，点燃学生的学习热情！
现在，你知道金属材料的物理性质和用途有哪些关系 学生交流与小结：金属的物理性质决定它的相关用途，而由用途可以大致推测出它的物理性质。即：性质决定用途，用途反映性质。 归纳整合 通过本节课的研究，学到了哪些关于金属材料的知识有什么全新的体验请同学们说说。 【第二课时】 师生交流 教师展示图片：要把神州5号飞 船送入太空，就需要推力很大的宇宙 火箭，并且要求火箭的飞行速度达到 每秒8公里以上才行。在这样快的速 度下，火箭外壳与大气摩擦将会产生 上千度的高温。与此同时，当火箭发动机工作时，还要喷出几千度的高温气流，这样一来，火箭尾部就得承受摄氏四千度以上的高温。 结合教材表和教材的资料，谈谈你的想法。 学生阅读与交流： 1．从表和教材的资料得知，所有的纯金属如果从熔点角度来看，都不符合火箭外壳的设计标准。 2．可以通过化学方法制造代用品来解决日常生活中对各种材料的需求。 教师再次指导学生阅读并强调：事实上，目前已制得的纯金属只有90余种。由于科学技术的日新月异，仅有的这些纯金属已经远远不能满足工农业生产和国防技术现代化的需求。因此合金材料应运而生。 活动探究 合金材料与纯金属材料在物理性质上的差异性：小组协商选择你认为有价值的合金材料与纯金属材料，自己确定研究方案，从光泽、颜色、硬度、熔点等多角度进行比较。 议一议：你知道合金材料有哪些优良的物理性能生共同拥有的活动舞台。 适时应用STS 渗透教育。 自然过渡。
常用金属材料分类 热浸镀锌钢板 (GI) 电镀锌钢板 (EG) 电镀锡钢板 - 马口铁 (SPTE) 不锈钢带材 冷轧碳素钢板 (CRS) 铝及铝合金板材 一．热浸镀锌钢板 (GI) 1. 概况: 热浸镀锌钢板即是将板材浸入熔化锌池中 , 在板材两面浸镀厚度均匀的锌层 . 锌池中锌的重量百分比 仝 97% . 2. 分类: 冷轧热浸镀锌钢材 ,依供货商习惯 .共使用 C1,C2,D1 三种材质 . 标注示范 :HGCC1-ZSFX 其中 : HG--- 热浸镀锌制程 C--- 冷轧底材 C1--- 商用品质 ; (C2--- 改良商用质量 ; D1--- 引申品质 ) Z--- 无锌花 (M--- 细小锌花 ) S--- 调质处理 (B--- 亮面调质处理 ) F--- 耐指纹涂复 (C--- 铬酸盐处理 ) X--- 不涂油 二．电镀锌钢板 (EG) 1. 概况 : 与 GI 料基体材料相同 , 均为商用性能 SPCC (冷轧碳素钢板中一款 ) 材质 . 不同的是采用电镀方式附着 表面锌层 . (又称为电解片： SECC ) 2. 镀锌层重量 : 是材料使用性能的一个重要参数 ，如果锌层较厚且致密，可有效防止SPCC 材质与空气或其它物质接触 产生氧化 . 3. 区别与用途： GI 料与EG 料目前在 NOTE-BOOK^业应用越来越广，因为： SPCC 质地较软,易冲压成形，并且易保证产品结构尺寸要求，另外价格便宜.常用于支架，外壳，连结 EG 料相对于GI 来讲价格稍贵，但表面状况相对显得较光亮.表面状况：无锌花或很细小锌花.防腐性 能相对较好 . 三．电镀锡钢板 - 马口铁 (SPTE) 1. 概况： 基材为低碳钢表面电镀锡 , 常称马口铁 (SPTE). 2. 镀锡用原钢板可划分为以下三种钢类型 : D 类—铝脱氧钢 ,适用于深引伸要求 ,减小表面折痕和拉伸变形等危害 . L 类--- 残留元素( Cu,Ni,Cr,Mo) 特别少 , 对某种食品耐蚀性极好 , 适用于食品类容器 . 用途： 片等.
初三化学第一轮复习教学案 第八单元金属和金属材料一、金属材料 1、金属材料__________ （ 90 多种） __________（几千种） （ 1）常温下一般为 _____态（汞为 ____态），有金属光泽。 2、金属的物理性质：（2）大多数呈 _______色（铜为 _______色，金为 _____色） （ 3）有良好的 _______性、 _______性、 _______性 3、金属之最： （1） _____：地壳中含量最多的金属元素（2）_____：人体中含量最多的金属元素 （3） _____：目前世界年产量最多的金属（铁>铝 >铜） （4） _____：导电、导热性最好的金属（银 >铜 >铝 >铁） （5） _____：硬度最高的金属（6）_____：熔点最高的金属 （7） _____：熔点最低的金属（8）_____：密度最大的金属（9）_____：密度最小的金属 4、★：一般说来，合金的熔点比各成分________，硬度比各成分 _______，抗腐蚀性能 ______ 铁的合金铜合金 焊锡形状记忆金属 合金 钢黄铜青铜 : 生铁 含碳量含碳量_______________ 钛和钛合金 成分 _________合金合金合金 _________ 不锈钢：含 ____、______ 紫铜即为纯铜熔点低 备注 的钢具有抗腐蚀性能 注：钛和钛合金：被认为是21 世纪的重要金属材料，钛合金与人体有很好的“相容性”，因此可用来制造人造骨等。 （ 1）熔点高、密度小 优点（ 2）可塑性好、易于加工、机械性能好 （ 3）抗腐蚀性能好 【例题 1】根据金属铝的下列用途，说说它们各利用铝的什么性质：用铝制成各种炊具，是利用它的；铝箔用于食品包装，是利用它的；铝可以制成电线，是利用它的。 【例题 2】家用铁制的锅铲尾部加一木柄，这说明铁具有的性质是() ①导电性②熔点低③延展性④导热性⑤不易导电⑥有光泽 A ．①②⑤B．③④⑥C．②④⑤ D ．②⑤⑥ 二、金属的化学性质 1、 1．金属与氧气的反应(大多数可以发生反应) (1)常温下： a.铝在空气中易氧化，但不会进一步腐蚀的原因：，化学方程式 b.铁、铜在潮湿的空气中都会生锈。 (2)点燃或加热条件： 镁带在空气中燃烧： 铁丝在氧气中燃烧： 铜在空气中加热： 注意：做铁丝燃烧试验时，铁丝绕成螺旋状的目的是在铁丝上缠一根火柴的目的是。集气瓶底部应预先或，原因： 第 1 页共 9 页
常用金属材料 2.1 铸铁 2.1.1灰口铸铁 2.1.2可锻铸铁3 e! E4 [/ x3 v 2.1.3球墨铸铁 2.2 碳素钢 2.2.1.碳素钢的分类$ f$ R+ D1 l1 S, N! Q 2.2.2普通碳素钢; i: e! N" G) C4 w1 H" n. p 2.2.3优质碳素钢/ v% b& i% s/ @5 t 2.2.4高级优质碳素钢 2.3 合金钢 2.3.1合金钢分类 2.3.2常用合金钢 2.4 常用金属材料技术条件标准- U- G/ j" u; W6 L5 m; b2 d 2 t) o! E* N0 t7 U5 N1 } : m' q# @" p+ S' Q$ u7 ` 2常用金属材料 介绍压力管道中常用的金属材料的分类、特点、用途和表示方法& D& \9 w5 k: F/ n$ Z; E 金属材料:黑色金属：通常指铁和铁的合金d7 C* W1 }& s 有色金属：指铁及铁合金以外的金属及其合金。 黑色金属根据它的元素组成和性能特点分为三大类,即铸铁、碳素钢及合金钢。 2.1铸铁 铸铁：含碳量大于2.06％的铁碳合金。" Y4 v# {7 B8 w) r ◆真正有工业应用价值的铸铁其含碳量一般为2.5%~6.67%。 ◆铸铁的主要成分除铁之外,碳和硅的含量也比较高。由于铸铁中的含碳量较高,使得其中的 大部分碳元素已不再以Fe3C化合物存在,而是以游离的石墨存在。 性能特点：是可焊性、塑性、韧性和强度均比较差,一般不能锻,但它却具有优良的铸造性、减摩性、切削加工性能,价格便宜。 用途：常用作泵机座、低压阀体等材料；地下低压管网的管子和管件。 根据铸铁中石墨的形状不同将铸铁分为灰口铸铁、可锻铸铁和球墨铸铁。3 D. Q5 e+ G! p 2.1.1灰口铸铁：石墨以片状形式存在于组织中的铸铁称之为灰口铸铁。 ◆灰口铸铁浇铸后缓冷得到的组织为铁素体和游离石墨共存,断口呈灰色，灰口铸铁也因此而 得名。灰口铸铁的各项机械性能均较差,工程上很少使用。' v1 [" p* B N2 D) Q2 [ 2.1.2可锻铸铁：经过长时间石墨化退火,使石墨以团絮状存在于铸铁组织中,此类铸铁称为可锻铸铁。 性能特点：强度、塑性、韧性均优于灰口铸铁，其延伸率可达12%；但可锻铸铁制造工艺复杂,价格比较高。 ◆由于可锻铸铁具有一定的塑性,故"可锻"的名称也由此而出,其实它仍为不可锻。0 j T* Q2 [2 \) m3 H
[原创]教学设计——常见的金属材料 一、金属的物理性质 1、展示课本图片：金属的物理性质，学生阅读、理解、记忆； 2、活动天地：生活中常见或常用的金属制品有哪些，它们是由什么金属材料做成的？分别是利用了金属的什么性质？（学生讨论） （1）易拉罐（铁制、铝制），锅（铁制、铝制、不锈钢），导线（铜、铝、银），门窗（钢铁、铝合金、塑钢），金缕玉衣，金丝软甲，金银首饰等。 （2）分别解决了三个问题。 （3）理解延展性：拉成细丝，压成薄片。 3、在线测试：课本表的学习； 4、多识一点学习。 5、引入下一环节：上面这些金属制品是不是用纯金属制成的呢？学生：不是！教师：那么是用什么制成的呢？学生：合金！教师：那么，什么是合金呢？我们来学习第二个问题：合金。 二、合金
1、合金的概念：学生阅读理解记忆，教师帮助学生理解（合金元素可以是一种，也可以是多种，可以是金属，也可以是非金属，形成的物质必须有金属特性）； 2、合金的性质与纯金属性质的比较（物理性质）：实验探究。 （1）合金颜色鲜艳、色泽好、亮度大；（材料比较，生活中的实用物品比较） （2）合金硬度大；（材料比较，生活中实例比较，黄金中的纯金24K金与18K金比较） 设置思考题：24K金含金量为100%，请问：18K金含金量为多少？ （3）合金熔点高。（材料比较，实验） （4）常见的合金有哪些？（阅读多识一点，讨论） 三、炼铁 1、展示课本图：炼铁，可以做成动画（收集有一个炼铁动画）； 2、看图或看动画总结原料：铁矿石、焦炭、石灰石、空气。 3、思考并总结反应原理： （1）焦炭与氧气反应生成二氧化碳与一氧化碳；
（2）二氧化碳与焦炭在高温条件下反应生成一氧化碳； （3）石灰石的主要成分碳酸钙与矿石中的脉石的主要成分二氧化硅反应，生成硅酸钙与二氧化碳，形成炉渣； （4）一氧化碳与赤铁矿石的主要成分氧化铁反应，生成铁和二氧化碳； （5）分析反应类型，总结氧化反应与还原反应的概念。 4、实验探究：炼铁的反应原理（就目前的条件，这一反应无法完成，只能看图讨论）。 （1）操作要点； （2）反应现象； （3）尾气处理。 设置思考题：一氧化碳有毒，不能排放到空气中，需要处理后再排放。除课本设计的处理方法外，你还有哪些处理尾气的方法？画出你的设计图。 四、本课小结
《第1节金属材料》 教学目标 知识与技能 1、了解金属的物理特征及常见金属的特性和应用，能区分金属和非金属。 2、认识合金，能说出合金和纯金属在组成和性能上的区别，知道合金比纯金属用途更广泛。 3、知道生铁和钢等重要合金材料。 过程与方法 1、学习收集、整合信息的方法。 2、学习设计和进行对比实验的研究方法，在探究过程中培养学生观察、分析、归纳的能力。 情感态度 1、认识金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用，初步形成“物质性质决定物质用途，用途体现其性质”的观念。 2、培养学生全面、综合分析问题的能力及合理使用金属保护金属资源的意识。 教学重点与难点 1、重点：金属材料的物理性质、物质性质与用途的关系及影响金属材料用途的因素。 2、难点：物质的性质决定其用途，但不是唯一因素。 教学准备 课前学生查阅一些新型材料的资料。 教学过程 一、创设情境、引入新课 展示：一组金属制品的图片（马踏飞燕、司母戊鼎、铝合金制品、日常金属用品）。 提问：图片中的物品都是由什么材料制成的？ 提问：（1）生活、生产中常用金属有哪些？（2）你知道人类目前用途最广的金属（铜、铁、铝）被人类应用的时间前后吗？ 录像展示：人类利用金属的发展史。 过渡：本节课我们就来学习金属材料的相关知识。 二、探究金属的物理性质和决定用途的因素
讲述故事：1912年，英国探险队的船只，在去南极的途中，因天气十分寒冷，可是用于取暖的煤油却漏光了，以致探险队员全部冻死在南极冰原。原来装煤油的铁桶是用锡焊接的，而锡却莫名其妙地化为了灰尘。1867年冬天，俄国彼得堡海军仓库的大批锡砖，一夜之间不翼而飞，留下了泥土一样的灰色粉末。 提问：①听了上面两个小故事，你能猜出产生事故的原因吗？②在日常生活中，你碰到过类似因为不恰当使用金属而导致的尴尬事吗？ 过渡：看来熟悉金属材料的性质非常重要，我们一起通过科学探究得到我们想知道的知识。活动探究：利用发给小组的金属材料进行实验，通过实验现象并结合生活经验总结金属有哪些共同的物理性质。 总结：①常温下是固体（汞除外）②有金属光泽③有延展性④有良好的导电性和导热性⑤密度较大⑥熔点较高。 指导学生阅读课，了解金属共同的物理性质和部分重要金属的物理性质比较，之后提问。 1、为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制？ 2、银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜制而不用银制？ 3、为什么灯炮里的灯丝用钨制而不用锡制？如果用锡制会出现什么情况？ 4、为什么有的铁制如水龙头等要镀铬？如果镀金怎么样？ 讨论：物质的用途主要是由什么因素决定的？它是否是决定物质用途的唯一因素？还有哪些因素决定了物质的用途？ 总结：物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但还应该综合考虑价格、是否美观、资源存量、使用是否便利、废料是否易于回收和对环境的影响等因素。 三、了解合金及其应用 过渡：目前已制得的纯金属只有90余种。由于科学技术的日新月异，仅有的这些纯金属已经远远不能满足工农业生产和国防技术现代化的需求。因此合金材料应运而生。金属材料包括纯金属和合金。 提问：1、我们在生活中所见到的金属是不是纯金属？ 2、什么是合金？合金属于纯净物还是混合物？常见的合金有哪些？（重点了解生铁和钢两种铁的合金。） 3、合金与纯金属在物理性质上有什么不同？ 四、金属的污染与回收利用 1、金属污染的危害。
材料 一、金属材料： 1．金属材料的分类：黑色金属和有色金属两大类。 2.黑色金属在各类电机制造中是经常用到的基本材料。 2.1 黑色金属包括铁，锰，铬及其合金，一般都是指钢和铁。按化学成分可以把钢分为碳素钢和合金钢两 大类﹔生铁可分为炼钢生铁﹑铸造生铁和铁合金。 2.2 碳素钢是使用最多的一种， 按用途分为：碳素结构钢，碳素工具钢和易切削结构钢三类。 按含碳量可以把碳素钢分为：低碳钢（含碳≤0.25﹪）﹑中碳钢（含碳＞0.25~0.6﹪）﹑高碳钢（含碳＞0.6﹪）.一般碳素钢中,含碳量越高硬度越高,但塑性降低。 按含磷﹑硫可以把碳素钢分为:普通碳素钢(含磷﹑硫较高) ﹑优质碳素钢(含磷﹑硫较低)和高级碳素钢(含磷﹑硫更低)。 2.3合金钢:为了满足某种性能要求,在钢中加入一种或几种合金元素(如锰﹑硅﹑钒﹑钛﹑铌﹑硼﹑稀土等). 通过合金化,可以提高和改善肮的综合机械性能﹔能显著提高和改善钢的工艺性能,如淬透性,回火稳定性﹑切削性等﹔还可以使钢获得一些特殊的物理化学性能，如耐热﹑不锈﹑耐腐蚀等。 2.3.1 2.4 钢件.铸造工艺有许多优点:能铸造形状复杂的零件,原料利用范围广,能减少切削加工,而且成本较低,还有一系列的优良性能,如耐磨性,减震性好等。 3.有色金属 3.1 有色金属又称非铁金属,它的种类很多,在被人们发现的一百多种元素中除气体,非金属有80余种,广泛的 用于现代科学技术,工业生产,人民生活之中。 3.2有色金属的分类: 按发现时间的先后分为:轻有色金属﹑重有色金属﹑贵有色金属﹑半金属和稀有色金属无大类.
按合金系统分为: 轻有色金属及其合金﹑重有色金属及其合金﹑贵有色金属及其合金﹑稀有色金属及其合金。 按用途分为:变形合金.铸造合金,轴承合金,印刷合金,焊料,中间合金. 3.3 铝及铝合金 3.3.1铝是一种白色的轻金属,在自然界中分布很广,铝的密度小(2.7g/㎝３),良好的导热性和导电性，在空气中 很容易氧化，在表面生成一层致密的氧化薄膜保护层，阻止率的继续氧化，成为抗大气腐蚀性能良好的材料。 3.3.2 铝合金: 在铝中加入一种或几种元素组合成合金.它具有强度高﹑比强度大﹑塑性良好﹑适于各种压 力加工,同时还有良好的切削性能.因而被广泛的用于机械,电机,电器等工业中. 3.3.2.1 铝合金的分类:铸造铝合金和变形铝合金,在电机工业中用于制作电机的机座﹑壳体﹑机壳﹑端盖﹑ 衬套﹑轴套﹑压圈盖帽﹑风叶等。 3.4 铜及铜合金 3.4.1 铜属重合金属,是被人类发现和使用最早的金属之一.铜的密度为8.96g/㎝３,纯铜有良好的导电性和较 强的耐腐蚀性,易于热压和冷压加工,但力学性能低,不宜做结构零件. 3.4.2铜合金:将铜和其它元素组成合金.它具有比纯铜好的力学性能,仅次于钢铁,在机械﹑电机﹑电器工业 中作导电材料﹑弹性材料﹑耐腐蚀和耐磨材料,也是艺术品及生活用品的重要材料,同时也是军事工业的重要材料. 3.4.2.1 3.5.2.1适用范围 重熔用电工铝锭适用于中小型异步电动机浇铸鼠笼转子的鼠笼导条和杯形转子之用. 3.5.2.2 技术要求 化学成分（见表3-6 P285） 外观：电工铝锭的外观应符合GB/T1196的规定。 质量: 重熔用电工铝锭外形几何尺寸不作一规定，但锭形应符合GB/T196的规定，每块质量为（15或20）±2kg。 3.5.2.3标记示例 牌号为AL99.70E的重熔用电工铝锭,其标记为:电工铝锭AL99.70E GB/T2768-1991 3.5.3 铸造铝合金 在电机中主要用作铸造机壳﹑底座﹑底盘﹑外壳﹑壳体﹑端盖﹑出线盒等零件. 3.5.4 压铸铝合金 在电机中主要用作铸造机壳﹑机座﹑底座﹑端盖﹑风扇叶片等零件 二、漆包线 1.漆包线的绝缘层是漆膜,部分采用天然材料(如绝缘紙,天然丝等)外,主要采用有机合成高分子化合物(如缩 醛﹑聚脂﹑聚胺脂﹑聚脂亞胺树脂等)和无机材料(如玻理丝等).为了提高绝缘层的性能,有的绕组线采用
教材分析第一节常见的金属材料教学设计 马若弘 本节课化学九年级下册第九单元课题《常见的金属材料》金属材料是与我们的生活密切联系的教学内容，本课题围绕学生熟悉的生活用品开展学习，通过学生分组实验、讨论、归纳总结得出金属的一些共同的物理性质和各自的特性，通过阅读课文了解常见金属与合金的主要成分性能和用途，让学生体会到化学就在我们的生活中，增强学生发现生活、感受生活的意识，从而实现“教学生活化”的教学理念。 教学目标 知识与技能： 1.通过日常生活中广泛使用金属材料等具体事例，认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。 2.使学生了解金属的物理性质，知道物质的性质很大程度上是可以决定用途的，但并非唯一因素。 3.了解常见合金的成分性能和用途。 过程与方法： 1.学习收集、整合信息的方法。 2.引导学生自主探究金属的物理性质。 3.通过情景设置，使学生具有较强的问题意识，能够发现和提出有探究价值的化学问题。通过学生动手实验，培养学生的实验能力和分析问题的能力。 情感态度和价值观： 1.通过实验激发学生学习化学的兴趣，培养学生实事求是的科学态度。 2.培养学生将化学知识应用于生活实践的意识，能够对与化学有关的社会问题和生活问题做出合理的解释。 重点 1、金属材料的物理性质 2、物质性质与用途的关系 难点 性质决定用途，但不是唯一因素。 二．学情分析 在物理教学过程中，学生已经对金属的相关性质有了初步的了解，在生活中也经常的接触到一些金属制品，如：不锈钢炊具，铜导线，铁钉、金项链等等，并且学生对合金一词也并不陌生，铝合金窗户随处可见。因此，学生对金属、金属材料及其在生活中的应用已经有了不同程度的认识。通过前边的学习，学生已经具备了一定的问题探究能力也能够通过查找资料、调查研究进行一些分析总结和评价。 三、教学准备 教师准备 1.布置学生收集一些日常生活中的金属材料。 2.查阅有关金属材料发展前景的资料。 3.酒精灯、火柴、干电池、导线、小灯泡、砂纸；铜丝、铁丝、铝丝、铁架台、黄铜、铜、焊锡、锡、铁片、铅、铝片、铝合金。 4.制作多媒体课件。 学生准备 1.搜集家中使用的各种金属制品，了解其组成，性能和用途。