第三节常用金属材料的一般知识

3、生铁和钢的特点与冶炼方法



一般铁金属在空气中容易起 化合作用，所以大多数的铁 都是以化合物的状态存在。 自然界挖掘出来的铁矿石， 放进鼓风炉中做高温炼制， 所得到的产品叫做「生铁」。 生铁里面含有许多杂质，在 经过高温冶炼制成「熟铁」。
4、常见铁碳合金的类型与碳钢的用途




所谓（碳）钢是铁和碳的合金，工业用 碳钢的含量在0.025％-2.0％左右的范 围，依含碳量可分为低碳钢、中碳钢和 高碳钢。含碳量不同各种机械性质也不 同，因此也有各种不同的用途。 低碳钢含碳量为0.08％-0.2％，抗拉强 度为32（公斤/每平方公厘），通常用 于建筑材料、锅炉、钢板 中碳钢含碳量为0.2％-0.4％，抗拉强 度为46（公斤/每平方公厘），通常用 于造船、机械、桥梁 高碳钢含碳量为0.4％-1.5％，抗拉强 度为65（公斤/每平方公厘），通常用 于车轮、锉刀等工具
第二节 生活中常见金属材料简介
一铁碳合金 1、铁碳合金的概念：铁及 其合金是现在运用得最多 的金属材料。铁的合金根 据含碳量的多少分为生铁 和钢。钢主要分为碳素钢 （铁碳合金）和合金钢 （碳素钢中加入其他元 素），以碳素钢为主。
2、铁碳合金在工业上的重 要性：工业上常用的金 属只有二十多种，其中 又以铁的产量最多，不 但价格便宜，机械性质 也非常优良，大概占金 属使用率的90％左右。 而铁一般又以「钢」的 形式出现在生活中。
5、不同含碳量钢的用途
碳 钢 含 碳 量 （ ％ ） 用途
0.04 - 0.1 0.1 - 0.2 0.2 - 0.3 0.3 - 0.4 0.4 - 0.5 0.5 - 0.6 0.6 - 0.7 0.7 - 0.8 0.8 - 0.9 0.9 - 1.0 1.0 - 1.1 1.1 - 1.2 1.2 - 1.3 1.3 - 1.4 1.4 - 1.5 锁、熔接棒、管、白铁皮 螺栓、螺帽、建筑用钢筋 桥梁、柱子、锅炉、起重机 轴、齿轮、螺栓 轴、铲、船壳 铁轨、轴、外轮胎 木工锯、锻造用模、外轮胎 锤、冲头、锯条 针、冲床用模、圆锯、岩石用钻头 弹簧、刀具 刀具 刀具、螺丝、钻头 安全剃刀、锉刀 雕刻用刀具 冷压铸铁用刀具

第三节用途广泛的金属材料
在生产和生活中，是非常重要的。

环顾我们四周，很多物品是有金属材料制成的，最简单的金属材料是纯合金，但我们实际应用的都是具有优良性能的合金。

一、常见合金的重要应用
司母戊鼎：含铜84．8%、锡11．6%、铅2 ．
［简介］黄铜（含锌及少量的锡、铅、铝等）及白铜（含镍、锌及少量锰）成分．［练习］现代建筑的门窗框架、常用电解加工成古铜色的硬铝制品。

硬铝是：
【同步训练】
1．A2．B3．B4．C5．A
6．(1)Fe＋Cu2＋＝Fe2＋＋Cu (2)干燥空气中保存 (3)铜的化学性质比较稳定，不易被腐蚀，铜的熔点比较低，容易冶炼铸造成型。

B上 B
A B下
σS
）强化阶段（Ⅳ） 颈缩阶段。每个阶 段都各有其特点。
δ
ε=ΔL/ L
图2.1 低碳钢受拉时应力应变曲线图
– 图2.1中的 B上点是这一阶段的最高点，称为 屈服上限（σ s上）； B下点相应的应力称为 屈服下限（σs下），又称屈服点或屈服强度 ，用σs表示。
– 伸长率δ
l1 l0 100%
d
d。
d+2.1d。
α
（a）
（a）试件安装
P
d
(b)
（b）弯曲90°
P
(c)
（c）弯曲180°
(d)
（d）弯曲至两面重合
钢材冷弯试验
第三节 钢的化学成分对钢材性能的影响
①碳（C）：
– 当含碳量小于 0.8% 的碳素钢，随着含碳量的 增加，钢的抗拉强度（σb）和硬度（HB）增加 ，而塑性和韧性则相应降低。
l0
– 伸长率δ是衡量钢材塑性的一个指标，它 的数值愈大，表示钢材塑性愈好。
– 伸长率与标距有关。通常钢材拉伸试验 标距取l0= 10d0和 l0= 5 d0，伸长率分别 以δ10和δ5表示。对同一钢材δ5大于δ10。
2．冲击韧性
– 冲击韧性是指钢材抵抗冲击荷载而不破 坏的能力。是以试样缺口处单位横截面 所吸收的功（J/cm2）来表示，即冲击韧 性值，其符号为αk。
有色金属是除黑色金属以外的其他 金属，如铝、铅、锌、铜、锡等金属及
建筑工程上用的钢材包括各类钢结 构用的型钢（如圆钢、角钢、槽钢和工 字钢等）、钢板和钢筋混凝土用钢筋、 钢丝等。
钢材强度高、品质均匀，具有一定 的弹性和塑性变形能力，能够承受冲击 、振动等荷载作用；钢材的加工性能良 好，可以进行各种机械加工，可以通过 切割、铆接或焊接等方式的连接，进行 现场装配。

第三节 金属材料的焊接性1. 焊接性的概念—定焊接技术条件下，获得优质焊接接头的难易程度，即金属材料对焊接加工的适应性称为金属材料的焊接性。

2．焊接性的评价1) 碳当量法碳当量是把钢中的合金元素(包括碳)的含量，按其作用换算成碳的相对含量。

国际焊接学会推荐的碳当量(CE)公式为：％）＋＋＋＋＋＋＝10015)Cu ()Ni (5)V ()Mo ()Cr (6)Mn ()C ([CE ⨯ωωωωωωω 式中，ω(C)、ω(Mn)等－碳、锰等相应成分的质量分数(%)。

当CE<0.4％时，钢材的塑性良好，淬硬倾向不明显，焊接性良好。

在一般的焊接技术条件下，焊接接头不会产生裂纹，但对厚大件或在低温下焊接，应考虑预热；当CE 在0.4～0.6％时，钢材的塑性下降，淬硬倾向逐渐增加，焊接性较差。

焊前工件需适当预热，焊后注意缓冷，才能防止裂纹；当CE>0.6％时，钢材的塑性变差。

淬硬倾向和冷裂倾向大，焊接性更差。

工件必须预热到较高的温度，要采取减少焊接应力和防止开裂的技术措施，焊后还要进行适当的热处理。

2)冷裂纹敏感系数法 冷裂纹敏感系数的其计算式为：％＋＋＋＋＋＋＝100]60060]H [)B (510)V (15)Mo (60)Ni (20)Cu ()Mn ()Cr (30)Si ()C ([⨯++++h P W ωωωωωωωωω式中P W －冷裂纹敏感系数；h －板厚；[H]－100g 焊缝金属扩散氢的含量(mL)。

冷裂纹敏感系数越大，则产生冷裂纹的可能性越大，焊接性越差。

3．低碳钢的焊接低碳钢的CE 小于0.4％，塑性好，一般没有淬硬倾向，对焊接热过程不敏感，焊接性良好。

4．中、高碳钢的焊接中碳钢的CE 一般为0.4％～0.6％，随着CE 的增加，焊接性能逐渐变差。

高碳钢的CE 一般大于0.6％，焊接性能更差，这类钢的焊接—般只用于修补工作。

为了保证中、高碳钢焊件焊后不产生裂纹，并具有良好的力学性能，通常采取以下技术措施：1)焊前预热、焊后缓冷 焊前预热和焊后缓冷的主要目的是减小焊接前后的温差，降低冷却速度，减少焊接应力，从而防止焊接裂纹的产生。

第三节用途广泛的金属材料（1课时）【学习目标】1、了解合金的概念以及性质特点，了解常见的合金的主要组成和性能。

【学习重难点】2、初步认识合理使用金属材料的意义，学会正确选用金属材料。

一、常见合金的重要应用1、合金的概念：合金是有两种或两种以上的_________（或___________________________）熔合而成的具有__________特性的物质。

不同的合金具有不同的性能，主要表现在机械强度、韧性、强度、可塑性、制腐蚀性等方面。

改变原料的配比或改变生成合金的条件，可以得到不同性能的合金。

2、特性：（1）合金的熔点一般比它的各成分金属要。

（填“高”或“低”，下同）（2）合金的硬度及机械性能一般比它的纯金属成分要。

3、常见的合金（1）铜合金铜合金主要有___________（主要成分为铜、锡、铅）、____________（含锌及少量锡、铅、铝等）及_____________（含镍、锌及少量锰）。

（2）钢钢是用量_________、用途_________的铁合金。

根据化学成分，钢可以分为两大类：____________和____________。

其中碳素钢可以分成____________、____________、_____________。

二、正确选择金属材料1、在进行金属材料选择时，常常要考虑到一下几个方面：主要用途、外观、物理性质（密度、硬度、强度、导电性）、化学性质（对水的作用、耐腐蚀性）、价格等方面。

2、稀土元素是镧系元素系稀土类元素群的总称。

包括原子序数57~71（从镧到镥，称为镧系元素）的15种元素以及钪和钇，共17种元素。

稀土元素能与其他元素组成品种繁多、功能千变万化，用途各异的新型材料。

如在合金中加入适量稀土金属就会大大改善合金的性能，被称为“冶金工业的维生素”；稀土元素可以制造引火合金、永磁材料、超导材料和纳米材料等待，而被称为“神奇的新材料宝库”。

〖交流〗（1）小组交流课前预习收获与疑惑。

化学·必修1(人教版)第三节用途广泛的金属材料1．铁和钢习惯上总称为钢铁。

纯铁的实际使用范围有限，人们大量使用的是铁的合金，其强度高、价格便宜、应用广泛，在以下关于不锈钢和普通钢的认识中，你认为正确的是()A．它们的组成元素是相同的B．耐腐蚀的性能不同C．它们都属于钢，因此物理性质是一样的D．构成普通钢和不锈钢的主要元素是铁，因此它们的化学性质完全相同2．小华的妈妈买了一个黄金手镯，小华想通过实验来证实这个手镯是不是用铜锌合金制成的仿制品，他不能选用的试剂是()A．MgCl2B．H2SO4C．AgNO3D．CuSO43．现在，我国用量最多、用途最广的合金是()A．钢B．青铜C．铝合金D．塑料制品4．下列合金抗腐蚀性能较好的是()A．铝合金B．青铜C．碳素钢D．生铁5．金属材料在现实生活中有极为重要的作用。

下列金属材料的运用与金属所具有的性质不一致的是()A．制造白炽灯灯丝——熔点高B．制造飞机——坚硬而质轻C．制造装化工原料的容器——耐腐蚀D．制造保险丝——硬度大6．金属及其制品在腐蚀介质中很容易被腐蚀，其使用寿命会大为降低。

因此只有对腐蚀介质中的金属及其制品采取防护措施，才能保证金属工艺设备的安全性和工农业生产的顺利进行。

下面对金属及其制品的防护措施中错误的是()A．铁锅用完后，用水刷去其表面的油污，置潮湿处保存B．通过特殊工艺，增加铝制品表面的氧化膜C．对于易生锈的铁制品(如防护网)要定期涂刷防护漆D．把Cr、Ni等金属加入到普通钢里制成不锈钢7．“神八”与“天宫一号”的成功对接，标志着中国的航空铝材处于领先世界的行列。

下面关于铝合金的说法中错误的是()A．铝合金是一种混合物，它比纯铝的熔点低B．高温铝液易被氧化，铝合金应在熔剂层覆盖下熔炼C ．镁铝合金耐腐蚀，但能被烧碱(NaOH)腐蚀D ．镁铝合金在盐酸中无法溶解8．将10 g 铁碳合金放入氧气中高温灼烧，反应后的气体通入过量石灰水中得到沉淀1.4 g ，则此铁碳合金是( )A ．生铁B ．高碳钢C ．中碳钢D ．低碳钢9．铜和铁作为金属材料一直被广泛应用。

式中 Ak——冲击吸收功，J；
F——试验前试样刻槽处的横截面积，cm2；
ak——冲击值，J／cm2。
4．硬度
金属材料抵抗表面变形的能力。
常用的硬度有布氏硬度HB、洛氏硬度HR、维氏硬度HV三种。
(三)金属材料的工艺性能
金属材料的工艺性能是指承受各种冷热加工的能力。
第三节 常用金属材料的一般知识
一、金属材料的性能
金属材料的性能通常包括物理性能、化学性能、力学性能和工艺性能等。
(一)金属材料的物理化学性能
1．密度
物质单位体积所具有的质量称为密度，用符号P表示。利用密度的概念可以帮助我们解决一系列实际问题，如计算毛坯的重量，鉴别金属材料等。常用金属材料的密度如下：铸钢为7．8g／cm3，灰铸铁为7．2g／cm3，钢为8．9g／cm3，黄铜为8．63g／cm3，铝为2．7g／cm3。
C5
2．合金结构钢的编号
合金结构钢的钢号由三部分组成：数字+化学元素符号+数字。前面的两位数字表示平均碳含量的万分之几，合金元素以汉字或化学元素符号表示，合金元素后面的数字，表示合金元素的百分含量。当元素的平均含量<1．5％时，则钢号中只标出元素符号而不标注含量；其合金元素的平均含量≥1．5％、≥2．5％、≥3．5％……时，则在元素后面相应标出2、3、4、……如“16Mn”钢，从钢号可知：其平均含碳量为0．16％，平均含锰量为<1．5％。
(2)抗拉强度 金属材料在破坏前所承受的最大拉应力，以σb表示。σb值越大金属材料抵抗断裂的能力越大，强度越高。
强度的单位是MPa(兆帕)。
2．塑性
塑性是指金属材料在外力作用下产生塑性变形的能力。表示金属材料塑性性能有伸长率、断面收缩率及冷弯角等。

名称 铝合金 组成 含镁10%~30% 主要性质 硬度和强度都比 纯铝和纯镁大 主要用途 火箭、飞机、轮 船等制造业
硬铝
钛合金
金合金
含铜4%、 镁0.5%、 锰0.5%、 硅0.7% 含铝6% 钒4% 加入银、铜、 稀土元素等
硬度和强度都比 纯铝和纯镁大
火箭、飞机、轮 船等制造业
耐高温、耐腐蚀、 用于飞机、宇航、 高强度 化学工业
2014年5月22日星期四 34
二、正确选用金属材料
——南方：中重稀土资源，分布在江西 、广东、广西、福建、湖南等省，以罕 见的离子态赋存与花岗岩风化壳层中， 主要含钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、 铥、镱、镥、钇和镧、钕等元素。
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二、正确选用金属材料
稀土作为基体元素能制造出具有 特殊“光电磁”性能的多种功能材料， 如稀土永磁材料，稀土镍氢电池材料， 稀土荧光材料，稀土催化剂。稀土激 光材料，稀土精密陶瓷材料。生物工 程材料等，它们都是发展电子信息产 业，开发新能源，治理环保和国防尖 端技术等方面必不可缺少的材料。
低碳钢---含碳量低于0.3% 中碳钢---含碳量0.3%~0.6%
钢
高碳钢---含碳量高于0.6%
合金钢：在碳素钢中加 入铬、锰、钨、镍、钼、铬、钨---高速钢，硬度大，韧性很强 钴等合金元素
锰、硅---锰硅钢，韧性特强
镍、铬---不锈钢，抗腐性强，不易氧化
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一、常见合金的重要应用
塑钢
质轻高强、美观、 适中 耐腐蚀 保温隔热、隔音降 较高 噪
较高
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二、正确选用金属材料
选择方案：铝合金

组成 成分 合金
{
纯金属
黑色金属性能 特点来自Fe 、Cr、Mn及其合金
有色金属
除Fe 、Cr、Mn及其合金 以外的金属
其他几种常见的金属
（1）铝 —— ―会飞”的金属 铝最大的优点是轻盈，导电性仅次 于银和铜。在空气中能形成一层氧化膜 （Al2O3）阻止进一步氧化，耐腐蚀性 （2）钛 良好的延性和展性，远比钢铁坚硬， 常温下，最凶猛的酸——王水，也不能 腐蚀它
{
合金钢
钢的特性用途
钢的含碳量越低，韧性越好，硬度越低； 含碳量越高，韧性越差，硬度越高。
2、钢
碳素钢 (铁和碳的合金) 钢
低碳钢 (含碳量低于0.3%)
中碳钢 (含碳量为0.3%－0.6%) 高碳钢 (含碳量高于0.6%) 锰钢
合金钢 (在碳素钢中加入其它合金元素)
不锈钢 硅钢 钨钢
金 属 材 料
学与问
一、 常见合金的重要应用
1、合金：两种或两种以上的金属（或 金属跟非金属）熔合而成的具有金属 特性的物质 2、合金具有许多优良的物理、化学 或机械性能。 ◇ 硬度大于各成分金属 ◇ 熔点低于各成分金属
1、铜合金
司母戊鼎
青铜：主要含Cu、Sn、Pb用于制机器零件
黄铜：主要含Cu和Zn，制机器零件、仪器， 日用品 白铜：主要含Cu和Ni，制造精密仪器和 装饰品
（3）稀土金属
组成：原子序数为57～71（镧至镥）的 15种元素以及钇和钪，共17种元素
用途：新材料的宝库、冶金工业的维生 素
二、正确选用金属材料
• 考虑因素 • 主要用途、外观、物理性质、化学性 质、价格、加工难度、日常维护、对 环境的影响
现代建筑的门窗框架、常用电解加工成 古铜色的硬铝制品。硬铝是： Al–Cu–Mg–Mn–Si 合金

第三节金属晶体在广东省某一山区的村寨里，前些年连续出生的净是女孩，人们急了，照这样下去，这个地区岂不变成女儿国了吗？有的人求神拜佛，也无济于事。

有位风水老者说道：“地质队在后龙山寻矿，把龙脉破坏了，这是风水的报应啊！〞于是，迷信的村民千方百计地找到了原来在此地探矿的地质队，闹着要他们赔“风水〞。

地质队又回到了这个山寨，进展了深化的调查，终于找到了原因。

原来是在探矿的时候，钻机把地下含铍的泉水引了出来，扩散了铍的污染，使饮用水的铍含量大为进步，长时间饮用这种水，就会导致生女而不生男。

经过治理，情况得到了好转，在“女儿国〞里又生出男孩了。

卫星、飞船、飞机、大炮和生活用品都离不开金属，为什么金属具有优良的导电、导热、延展性？构成金属的粒子是什么？金属晶体内部的作用力是什么？一、金属键与金属晶体1．金属键：2．金属晶体，(1)概念：原子间以__金属键____结合形成的晶体。

(2)用电子气理论解释金属的性质：二、金属晶体原子的堆积模型1．二维空间模型：(1)非密置层。

配位数为__4____，如下图：(2)密置层。

配位数为__6____，如下图：2．三维空间模型：(1)非密置层在三维空间堆积。

①简单立方堆积。

相邻非密置层原子的原子核在__同一条直线上____的堆积，只有金属__钋(Po)____采用这种堆积方式，其空间利用率太低。

②体心立方堆积。

将上层金属原子填入__下层的金属原子形成的凹穴____中，并使非密置层的原子稍稍别离。

其空间的利用率比简单立方堆积__高____，属于该堆积方式的主要有碱金属等。

(2)密置层在三维空间堆积。

①六方最密堆积。

如下图，按__ABABABAB____……的方式堆积。

②面心立方最密堆积。

如下图，按__ABCABCABC____……的方式堆积。

三、混合晶体——石墨晶体1．构造特点——层状构造：(1)同层内，碳原子采用__sp2____杂化，以__共价键____相结合形成__正六边形____平面网状构造。

(2)Au 化学性质很稳定，而 Cu、Zn 的化学性质相对活泼， 可利用化学法进行鉴别。 ①火烧法：俗话说真金不怕火炼，火烧后真金颜色不变， 而 Cu－Zn 合金表面变暗。 ②酸溶法：用醋酸或稀盐酸浸泡，若有气泡产生，则说明 元宝是假的。
二、正确选用金属材料 1．金属材料的分类
按组成分① 金属单质 ② 合金 ①黑色金属：包括 铁、铬、锰 金属 材料 以及它们的 合金 按性能特点分②有色金属：除 黑色金属 以外 的其他金属及合金
(3)为了将 CuSO4 中的 Cu2＋全部转化为 Cu，甲、乙两位同学 方案中所加的 Fe 都应稍过量，根据 Cu 和 Fe 性质的差异可 设计出除去过量铁屑的方法——将所得铜粉酸洗后再洗涤、 干燥(或过滤前再加适量的酸以除去剩余的铁粉)。 灼烧 答案 (1)①2Cu＋O2=====2CuO ②CuO＋H2SO4===CuSO4
③Fe 与 Na
C．①③
D．②③
解析
所谓合金，是指由两种或两种以上的金属或金属和非
金属熔合而成的具有金属特性的混合物。熔合时的温度须达 到成分金属中最高的熔点，但又不能超过成分金属中最低的 沸点。表中 Cu、Fe 的熔点已经超过了 Na 的沸点。故①、③ 两项不可能形成合金。
答案
C
8．我国是世界电缆生产大国，具有很强的生产及科研能力。 但在电缆生产过程中，不可避免地会产生一定量的含铜废 料(如零碎电缆)。 某化学兴趣小组的四位同学得知这一情况 后，围绕“从含铜废料中回收铜”提出了各自的看法。 Ⅰ.甲同学根据已学知识，提出了一套回收方案：
＋H2O (2)乙
③Fe＋CuSO4===FeSO4＋Cu 甲同学的方案在灼烧含铜废料的过程中会产生对空气
＋

抗拉强度: 在拉断前试样所能承受的最大应力 为该试样的抗拉强度，用符号σb 表示，计算公式为。
σb=
Fb So
二、 塑性
➢概念
塑性是指金属材料在外力作用下，产生永久性变形而不断裂的能 力。
➢ 衡量指标
伸长率：试样被拉断后，标距的伸长量与原始标距的百分比 称为伸长率，用符号δ表示。计算公式为：
δ= l1 l0 ×100% l0
δ ψ
性能指标
名称
抗拉强度 屈服点 规定残余伸长应力
伸长率 断面收缩率
硬度 冲击韧性
HBS(HBW) HRC HRB HRA 标尺洛氏硬度值 A标尺洛氏硬度值 维氏硬度值
冲击韧度
疲劳强度 σ-1
疲劳极限
单位 MPa MPa MPa
J/cm2 MPa
含义
试样拉断前所能承受的最大应力 拉伸过程中，力不增加（保持恒定）试 样仍能继续伸长时的应力 规定残余伸长率达0.2%时的应力
部永久性积累损伤经一定循环次数后产生裂纹或突发完全断 裂的过程称为金属疲劳。
五、疲劳强度
➢疲劳破坏可分为微观裂纹、宏 观裂纹和瞬时断裂三 个过程。
五、疲劳强度
➢疲劳曲线 ：疲劳曲线是指交变应力σ与循 环次数N的关系曲线，如下图所示。
常用金属材料的力学性能指标及其含义
力学性能
符号
强度 塑性
σb σs σ0.2
0.1
e 0.2
一、强度—拉伸曲线
1.弹性变形阶段 2.屈服阶段 3.强化阶段 4.缩颈阶段
低碳钢的应力-应变曲线
一、强度—衡量指标
屈服点： 用符号σs表示，计算公式为
σs=
Fs So
式中：Fb——试样断裂前所承受的最大拉力， 单位为N；

【课题】第三讲用途广泛的金属材料【课标要求】知识与技能要求：1、认识金属与合金在性能上的主要差异。

2、知道生活中常见合金铁合金及铜合金的主要成分及性能。

【教学重点】知道生活中铁合金及铜合金的主要成分及性能。

[思考与交流]①初中学过的合金知识，回答什么是合金？合金具有哪些优良性能？②你知道合金在生活中有哪些用途吗？举出一些例子。

[归纳与整理]第三节用途广泛的金属材料一、常见合金的重要应用1、铜合金黄铜、白铜成分：[课堂练习1]现代建筑的门窗框架、常用电解加工成古铜色的硬铝制品。

硬铝是：A. Al–Si合金B. Al–Cu–Mg–Mn–Si 合金C. Al–Mg合金D. 表面有氧化膜的纯铝[课堂练习2]关于合金性质的说法中，错误的是（）A．多数合金的硬度一般比其各成分金属的硬度高B．多数合金的熔点一般比其各成分金属的熔点低C．合金的物理性质一般与其各成分金属的的物理性质不同D．合金的化学性质一般与其各成分金属的的化学性质不同[课堂练习3]物质的性质决定了物质的用途，下面列出了金属的几种性质：①导热性、②导电性、③还原性、④延展性、⑤具有金属光泽。

请在下面金属用途后的横线上填上对应的序号。

（1）用铝定制成包装用的铝箔；（2）用铝制成的高压铝锅；（3）用铁粉回收照相业废液中的银；（4）电信业中大量使用的铜丝、金属电缆。

[阅读课本56页]钢[归纳与整理]２、钢[思考与交流]①生铁和钢性质上为何不同？②交流你所知道的铝合金、镁合金、铜合金的用途。

③某家庭准备装修门窗（计划使用十年），可共选用的材料有：木材、钢板、铝合金、塑钢、，请分析每种材料的性能、价格、安装成本、利弊等，进行讨论分析，选用何种材料好？[归纳与整理]二、正确选用金属材料[科学视野]：用途广泛的稀土金属[课外实践] 1、调查或实验：易拉罐的主要成分。

2、查阅资料：新型合金的用途。

3、就近参观金属材料的生产、加工企业（或者观看有关影像），收集有关资料，撰写有关科学小品。

使学生学会站在他人的立场思考问题，对于培养学生倾听别人的意见，尊重、和爱护他人的情感是有利的。
［问］碳素钢按什么分成哪几类？各具有哪些性能？合金钢中含有哪些元素？
［投影总结］
［讲］随着现代工业与科学技术的迅速发展，碳钢的性能已不能完全满足需要，于是人们研制了各种合金钢。合金钢是在碳钢基础上，有目的地加入某些元素（称为合金元素，如：铬、锰、钨、钼、钴、硅等）而得到的多元合金。合金钢具有优良的性能。一、Leabharlann 途广泛的金属材料1、铜合金
2、钢
二、正确使用金属材料
教学过程
教学步骤、内容
教学方法
［引入］金属材料对推动社会文明的发展做出了巨大贡献，青铜时代和铁器时代曾在人类历史上留下光辉的篇章，钢铁的大规模应用则成为工业时代的基础。现在，新型金属材料层出不穷，在工业、农业、国防，科学技术以及人类生活等方面发挥着日益重要的作用。
［过］我们了解金属合金的性质，那么在实际生活中如何使用呢？
［板书］二、正确使用金属材料
［思考与交流］如何选用材料
案例剖析：
某家庭准备装修窗户，可使用的材料有：木材、钢铁、铝合金等，请你调查每种材料的性能、价格、制造或安装成本、利弊，进行分析。你认为选用哪种材料比较好？说说你的理由。
提示：选材需要考虑以下几个方面：（1）主要用途 （2）外观 （3）物理性质（密度、硬度、强度、导电性） （4）化学性质（对水的作用，耐腐蚀性） （5）价格 （6）加工难度 （7）日常维修等。
用途广泛的金属材料
课题：第三章 第三节 用途广泛的金属材料
授课班级
课时
1
教
学
目
的
知识
与
技能
1、明确合金的概念以及合金的性质

1.判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)合金一定是不同金属熔合而成的具有金属特性的化合物。( ) (2)生铁的熔点比铁低，但机械强度和硬度比铁高。( ) (3)青铜比纯铜的硬度低。( ) (4)生铁中的铁与纯铁的化学性质不同。( ) (5)金与黄铜的颜色很相近，可以用稀H2SO4鉴别。( ) (6)对于废旧金属，我们应该加以回收利用。( ) (1)× (2)√ (3)× (4)× (5)√ (6)√
2.钢：用量最大,用途最广的合金
钢的分类及用途视频（2）
铁的合金 C%
生铁 2%－4.3%
其它杂质 Si、Mn、S、P （较多）
机械性能 质硬而脆、 无韧性
钢 0.03%－2%
Si、Mn、S、P （较少）
坚硬、韧性大、 可塑性好。
碳素钢： 铁和碳的合金
钢
低碳钢 含碳量低于0.3%
中碳钢 含碳量0.3%~0.6%源自１、铜合金：我国使用最早的合金
❖ 青铜：主要含铜和锡，有良好的强度和塑性、 耐磨、耐腐蚀，主要用于制机器零件如轴承、 齿轮等。
❖ 黄铜：主要含铜和锌，有良好的强度和塑性、 易加工、耐腐蚀，主要用于制机器零件、仪 表和日用品。
❖ 白铜：主要含铜和镍，它不容易生铜绿，常 用于制造精密仪器和装饰品。
铜合金的应用视频（1）
第三节 用途广泛的金属材料
初中曾学过有关合金的一些知识， 你还记得什么是合金吗？合金有哪
些优良的性质？ 你知道合金在生活中有哪些用途吗？
举出一些例子。
合金
不锈钢制成的餐具
锰钢制成的钢轨
铝合金制成的车载桌
镁铝合金制成的3C产品 镁铝合金制成笔记本电脑外壳
镁铝合金制成的自行车
黄金制成的饰品

第三节 金属材料的基本知识
2．有色金属及合金的焊接特点 有色金属是指除钢铁材料以外的各种 金属材料，所以又称非铁材料。有色金属 及其合金具有许多独特的性能，例如强度 高、导电性好、耐蚀性及导热性好等。有 色金属材料在机电、仪表，特别是在航空 、航天以及航海工业中具有重要的作用。
第三节 金属材料的基本知识
第三节 金属材料的基本知识
由于母材金属含碳量较高，所以 焊缝的含碳量也较高，容易产生热裂纹。
为了预防焊接裂纹，需将焊件预热至 150～250 ℃左右。
由于含碳量的增高，对气孔的敏感性 增加。因此对焊接材料的脱氧性、母材金 属的除油除锈、焊接材料的烘干等，要求 更加严格。
45号钢焊接脆断
第三节 金属材料的基本知识
第三节 金属材料的基本知识
② 产生裂缝，包括焊缝开裂、焊件开裂或 焊缝与基本金属剥离。
由于铸铁的焊接性很差，因此焊接方法和焊接 材料的选择、焊补工艺的正确采用尤为重要。
焊补铸铁的方法有手弧焊、气焊、钎焊、CO2气体保护焊和手工电渣焊等 。焊缝成分可分为铸铁型焊缝和非铸铁型焊缝，因而焊接材料可分为同质材料 和异质材料，种类很多。根据铸件预热的温度，可分为热焊(600～700℃)、半 热焊(400℃)和冷焊。热焊和半热焊采用同质焊接材料，大电流连续焊或气焊。 冷焊要用异质焊接材料，小电流、断续、分散焊并采用焊后立即锤击焊缝， 消除焊接应力等工艺措施。另外可用栽丝法防止焊缝剥离。
第三节 金属材料的基本知识
(4)热膨胀性 金属升高温度时体积发生胀大的现象 称为金属的热膨胀。例如，被焊的工件由 于受热不均匀而产生不均匀的热膨胀，就 会导致焊件的变形和焊接应力。衡量热膨 胀性的指标称为热膨胀系数。
第三节 金属材料的基本知识

57页 思考与交流 如何选择金属材料？
P.57 实践活动 是否应该停止使用铝质饮料罐
58页 科学视野 用途广泛的稀土金属
布置作业： P.58 1、2
第三章 金属及其化合物
第三节 用途广泛的金属材料
学习目标： 1、了解常见合金的性质及用途 2、掌握金属的分类方法； ３、了解怎样选择金属材料 重点：金属的分类 难点：金属材料的选择
金属单质有哪些共同的物理性质? 最简单的金属材料就是纯金属，但在
使用的过程中其性能存在一定的不足，所 以常常使用合金材料。
具有各种不同 的优良性能。
在碳素钢中加入
合金钢 铬 锰 钨 镍 钼 钴
硅 等合金元素
32、、焰色铜Pb等——硬而脆，强度大
合 黄铜：含Cu Zn——耐腐蚀，耐磨，可塑性
金
强，硬度较小。
白铜：含Ni Zn（少量Mn）——制洒具等
3、铝合金：密度小、强度大。
P.56 实践活动——讨论3分钟
合金的成分不同，其性质也不相同； 如果改变某一合金元素的含量，合金的性 质也会发生改变。
二、正确选择金属材料
金属材料的基本元素是金属。因此， 金属材料具有高强度、优良的塑性和韧 性，耐热、耐寒，可铸造、锻造、冲压 和焊接，还有良好的导电性、导热性和 铁磁性，因此是一切工业和现代科学技 术中最重要的材料。
什么是合金呢？
合金就是由金属与金属（或金属与非 金属之间）形成的具有金属特性的物质。
一般来说：合金具有很多良好的物理、 化学性能和机械加工性能——如较高的硬 度和强度等。
但却具有较低的熔点和较差的导电性。
一、常见合金的重要应用
金属材料的基本元素是金属。因此， 笼统地说，金属材料具有高强度、优良的 塑性和韧性，耐热、耐寒，可铸造、锻造、 冲压和焊接，还有良好还的有导没电有性其、他导分热性 和铁磁性，因此是一切工类业方和法现？代？科学技 术中最重要的材料。 金属材料可分为两大类：钢铁和非铁金属 （或有色金属）。 除铁、铬、锰以外 或分为：有色金属: 的其他金属