常用金属材料和非金属材料选用19页PPT

探究活动：如何选择合适的材料制作餐具？
活动步骤 1. 让学生观察不同材料餐具的外观和质地，了解餐具的基本特点。
2. 让学生使用不同餐具品尝食物，感受餐具使用过程中的舒适度和便利性。
探究活动：如何选择合适的材料制作餐具？
01
3. 分析实验结果，比较不同材料 餐具的优缺点。
02
4. 引导学生思考如何选择合适的 餐具材料，考虑餐具的耐用性、 安全性、环保性等因素。
金属具有较好的可塑性和延展性，易于进行铸造、锻造、焊接等加工；而非金 属的加工方式相对较少，但也有一些非金属可以通过注塑、压制等方法进行加 工。
成本
金属的价格通常较高，尤其是稀有金属；而非金属的价格相对较低，尤其是常 见的非金属如塑料等。在选择材料时，需要根据实际需求综合考虑物理性能、 化学性能和成本等因素。
氮及其化合物
氮是大气中含量最多的元素之 一，其化合物包括氨气、氮气 等。
硫及其化合物
硫是一种常见的非金属元素， 其化合物包括硫化氢、二氧化 硫等。
碳及其化合物
碳是生命的基础元素之一，广 泛存在于有机物中。其化合物 包括一氧化碳、二氧化碳等。
氧及其化合物
氧是地球大气中第二大的成分 ，其化合物包括水、氧气等。
材料选择的科学与艺术
阐述材料选择不仅是一门科学，更是一门艺术， 需要综合考虑性能、成本、环保等多方面因素。
3
培养学生的实践能力与创新精神
通过本课程的学习，培养学生的动手实践能力， 鼓励学生发挥创新精神，探索新材料的可能性。
教学目标与要求
01
02
03
知识与技能
使学生掌握金属与非金属 材料的基本性质、特点及 应用领域；了解材料选择 的基本原则和方法。

第2章 物质转化与材料利用
第一节 金属材料
日常生活用品
房屋建筑
交通工具
工农业生产
二、金属与非金属
下面是一些常见的金属和非金属的样品，请仔细观察和记录这些样品 的外观，想想它们之间有什么不同。
观察记录：
名称
外观
名称
外观
铝 银白色的固体
汞 银白色的液体
铜 金黄色的固体
溴 红棕色的液体
铁 银白色的固体
3.金属材料在人类活动中已得到越来越广泛的应用。 下列性质属于金属共性的是( D ) A.硬度很大、熔点很高 B.是银白色的固体 C.密度都很大 D.能够导电、能够导热
3.一种新型金属由于其密度小、延展性好、耐腐蚀性
强,在航空、航海和化学工业中正逐步取代铝和铝合
金而被广泛应用。该金属是( B)
A.锌
1．银是最佳的导热体，为什么银不宜用 来制造煮食器皿？试说出2种原因。
答：（1）易发生重金属中毒。 （2）价格较贵。 （3）会和空气中的H2S反应生成黑色的Ag2S。
2．为什么装食品的罐头一般用镀锡的铁制 造，而不用纯锡制造？
答：防锈，由于铁和水及空气接触以后很容易 发生锈蚀，而锡不易与空气及水发生化学反应 ，故金属食品罐头内壁要涂上一层金属锡。
新型材料
记忆合金
根据记忆合金的特点，你认为记忆合金材料可以有哪 些用途？
三、金属的污染和回收利用
1、金属的污染来源 （1）日常生活废弃的金属垃圾； （2）大量工业废弃的金属垃圾； （3）工厂排出含重金属的污水。
思考与讨论
金属污染可能引发哪些问题？ 我国是如 何解决这些问题的？
2、金属污染的危害
B.钛
C.镁
D.锰
4.保护金属资源的有效途径是( D ) ①防止金属腐蚀 ②回收利用废旧金属 ③禁止生产易造成金属腐蚀的化工产品 ④合理有效地开采矿物 ⑤寻找金属的代用品 A.①②③ B.①②③④⑤ C.②④⑤

表1-3 碳素结构钢部分牌号、成分与力学性能
化学成分(质量分数,%)
力学性能
牌号
质量 等级
C
Si
S
P
Mn
σsห้องสมุดไป่ตู้
σb δ(%)
不大于
/MPa /MPa
Q195
——
0.06~0 .12
0.25~ 0.50
0.03
0.050
0.0 45
195
315~ 430
33
Q215
A
0.09~0 0.25~ .15 0.55
(1)白口铸铁
白口铸铁：碳以游离碳化物的 形式析出的铸铁，断口呈白色。 白口铸铁硬而脆，难以加工， 很少用来制造零件，有时利用 其硬而耐磨的特点制造某些耐 磨零件，如球磨机的衬板、磨 球等。
耐热性能的钢称作耐热钢。
3.钢的牌号和应用
(1)非合金钢
1)普通碳素结构钢（p28） 牌号： 例如 Q235F
“Q” 表示屈服点， “235” 表示屈服点值为235MPa, “F” 表示脱氧方法（沸腾钢）。 用途 ： 碳素结构钢w(C)为0.06%~0.38%。 主要用来制造一般工程结构和普通机床零件， 通常轧制成各种型材、板材和线材等。
如钻头、绞刀、量块和冲模等。
(4)铸钢
将熔炼好的钢液直接铸成零件毛坯，不再进行锻造的钢件称 铸钢件。 性能特点：铸钢的综合性能和焊接性能均优于铸铁， 用途：主要用于制造承受重载荷及冲击载荷的构件。 如锻锤机架、齿轮、轧辊等。 在各类铸造合金中， 铸钢的应用仅次于铸铁。
主要分为：铸造碳钢和 铸造合金钢。
铁素体 +石墨
铸铁组织
铁素体 +珠光体 +石墨

金屬材料與非金屬材料之 認識與選用
核准:
2020/10/30 page:1
制做: 張德安 7/8‘06
目的
一.對工程常用金屬材料與非金屬材料的了解與認識 二.加強機械部件材料選用的正確性
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Contents
一. 工程材料分類 二. 常用金屬材料(鋼鐵)介紹 三. 常用金屬材料(鋁及其合金)介紹 四. 常用金屬材料(銅及其合金)介紹 五. 常用金屬部件選材 六. 常用非金屬材料介紹 七. 常用非金屬部件選材
6.6000系合金:是Al-Mg-Si系合金 特點:耐蝕性好.高溫加工性優良,能實施生產性高 的擠制型材 用途:以鋁門窗為中心,多用在建筑方面.
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常用金屬材料(鋁及其合金)介紹
7.7000系合金:可以分為兩部分. (1) Al-Zn-Mg-Cu系合金 特點:強度最高 用途:用在航空机,體育用品 (2) Al-Zn-Mg系合金 特點:有相當高的強度,淬火性好 用途:用為熔接構造用材料和鐵路車輛用材料.
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常用金屬材料(鋼鐵)介紹
一般構造鋼
一般用于不重視強度,机械及外部構造物的補助部件 例: 1 SS41(引抗拉強度為41kgf/mm2而得名) 2 S10C(0.1%的低碳鋼)
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常用金屬材料(鋼鐵)介紹
机械構造碳鋼
也用于机械及外部構造物的補助部件,強度略佳,淬 火后硬度高,但易變形,易裂 例: S45C/S60C ->一般狀況下齒輪/軸
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常用金屬材料(鋁及其合金)介紹
一.鍛造用鋁合金的種類
(一) 非熱處理型合金

三 特殊性能钢
1．不锈钢 2．耐热钢 3．耐磨钢
耐热钢的用途
航空发动机 汽轮机叶片
发动机叶片 汽车阀门
耐磨钢用途
用途：履带、铁道岔道、挖掘机、拖拉机、坦克的履带板等 代表牌号Mn13
四 铸铁
含碳量大于2.11%、并含有较多硅、锰、硫、磷等 杂质元素的铁碳合金称为铸铁。
根据铸铁中石墨形态不同，铸铁可分为：灰铸铁中 的石墨呈片状；可锻铸铁中的石墨呈团絮状；球墨铸铁 中的石墨呈球状，蠕墨铸铁中的石墨呈蠕虫状。
用途 较重要的零件，如
齿轮、轴、连杆、弹簧 等。
热处理：
渗碳、淬火、回火等。
上海桑塔纳发动机曲轴就是采用优质50号中 碳素钢锻制而成，先正火后半精加工，最后 经中频淬火后再精加工
汽车曲轴
常用钢号及其应用
08 、 10钢:强度低,塑性好,具有良好的冲压、拉深及 焊接性能,用于制造冷冲压件,如汽车和拖拉机油箱、仪 表板、汽缸盖衬垫、连杆轴瓦的钢背、曲轴止推片等.
1.碳钢的分类
杂质元素对钢性能的影响 1. 有益元素
Si — 有很强的固溶强化作用,能脱氧。 Mn — 脱氧、去硫,提高钢的强度和硬度。 2. 有害元素: P — 有很强的固溶强化作用,低温韧性差 ( 冷脆 )。 S — 能引起钢在热加工时或高温工作下开裂 ( 热裂 )。
2.碳钢的牌号及用途
碳素结构钢 优质碳素结构钢 碳素工具钢
合金结构钢
类型： 合金工具钢
特殊性能钢
合金结构钢的牌号由两位数字＋元素符号（或汉
字）＋数字三个部分组成。前两位数字表示该钢的平 均含碳量的万分数；元素符号（或汉字）表示钢中含 有的主要合金元素，后面的数字表示合金元素的含量。 合金元素含量小于1.5％时不标。

THANKS
感谢观看
03
材料的选择与应用
选择材料的考虑因素
材料的适用性
选择适用于PPT演示的 材料，确保内容与主题 相关，易于理解和接受
。
材料的可靠性
确保所选择的材料来源 可靠，内容准确无误，
避免传播错误信息。
材料的美观度
选择具有美观设计的材 料，提高PPT的整体视 觉效果，增强观众的观
看体验。
材料的新颖性
尽量选择新颖、具有创 意的材料，能够吸引观 众的注意力，提高演示
常用于制造发动机部件、航天器结构件等。
复合材料
总结词
复合材料是由两种或多种材料组成的新型材料，具有 优异的力学性能和化学性能，广泛应用于航空航天、 汽车、建筑等领域。
详细描述
复合材料由基体材料和增强材料组成，通过特殊的工艺 制备而成。基体材料通常为有机高分子材料或无机非金 属材料，增强材料多为纤维状材料。复合材料的力学性 能和化学性能优于单一材料，具有高强度、高刚性、耐 腐蚀等特点。在航空航天领域，复合材料广泛应用于制 造飞机和航天器的结构件；在汽车领域，复合材料用于 制造车身面板、发动机部件等；在建筑领域，复合材料 用于制造桥梁、高层建筑的结构件和装饰件等。
等。
04
材料的发展趋势与展望
新材料的发展趋势
01
02
03
高性能复合材料
利用先进的复合技术，将 两种或多种材料结合在一 起，以获得更好的物理和 化学性能。
智能材料
能够感知外部刺激并作出 响应的材料，如形状记忆 合金、压电陶瓷等。
纳米材料
纳米材料具有许多独特的 性质，如高强度、高导电 性等，在许多领域都有广 泛的应用前景。
新非金属材料的发展趋势

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常用金属 铜及其合金
• 普通黄铜 • 普通黄铜是指铜与锌的二元合金。普通黄铜含锌量在0一50％范
围内，含锌量再高，则性能很脆而不宜使用。普通黄铜具有良好力 学性能，易加工成形，并且对大气、海水具有相当好的抗蚀能力。 • 另外它还具有价格低廉、色泽美观等优点。 • 普通黄铜分为单相普通黄铜和双相普通黄铜。 • 编号：H＋铜的质量百分数；H80、H70……
钛合金与人 体有很好的 “相容性”， 因此可用来制 造人造骨
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“鸟巢”采用了当今先进的建筑 科技,其中钢结构是世界上独一无 二的。 “鸟巢”钢结构总重4.2万 吨，最大跨度343米，而且结构相 当复杂，在设计中采用了高强度 的Q460钢材. “鸟巢”结构设计 奇特新颖，而这次搭建它的钢结 构的Q460也有很多独到之处： Q460是一种低合金高强度钢，它 在受力强度达到460兆帕时才会发 生塑性变形，这个强度要比一般 钢材大，因此生产难度很大。现 在具有知识产权的国产Q460钢材， 撑起“鸟巢”的铁骨钢筋。
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金属 材料
机械工 程材料
黑色金属 有色金属
铸铁 钢 合金钢 铝合金 铜合金 其他有色合金
无机非金属材料 陶瓷
非金属 材料
有机材料
塑料 橡胶 合成纤维
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常用金属 分类
通常人们根据金属的颜色和性质等特征，将金属分成两大类: 黑色金属和有色金属。
黑色金属主要指铁、锰、铬及其合金，如钢、生铁、铁合金、 铸铁等。黑色金属以外的金属称为有色金属。
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感谢您的观看。
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常用金属 常用的金属材料
1、钢（含碳量2%以下） 2、铸铁（含碳量2%以上，工业铸铁2%-4%） 3、铝及铝合金 4、铜及铜合金

PPT课件
99
有色金属的分类
重金属 一般密度在4.5g/cm3以上，如铜、铅、锌等；
铜
铅
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锌
100
铜及铜合金焊接主要采用气焊、惰性气 体保护焊、埋弧焊、钎焊等方法。铜及铜合 金导热性能好，所以焊接前一般应先预热， 并采用大量能量焊接。气焊时，紫铜采用中 性焰或弱碳性化焰，黄铜则采用弱氧化焰， 以防止锌的蒸发。
彩色不锈钢板具有抗腐蚀性强、机械性能较高、彩色面层 经久不褪色、色泽随光照角度不同会产生色调变幻等特点， 而且彩色面层能耐200℃的温度，耐盐雾腐蚀性能比一般 不锈钢好，耐磨和耐刻划性能相当于箔层涂金的性能。当 弯曲90℃时，彩色层不会损坏。 彩色不锈钢板可用作厅堂墙板、天花板、电梯厢板、车箱 板、建筑装潢、招牌等装饰之用。采用彩色不锈钢板装饰 墙面，不仅坚固耐用，美观新颖，而且具有强烈的时代感。
不锈钢制品在建筑上可用做屋面、幕墙、门、窗、内 外墙饰面、栏杆扶手等。目前，不锈钢包柱被广泛用 于大型商场、宾馆和餐馆的入口、门厅、中厅等处， 在通高大厅和四季厅之中，也常被采用。这是由于不 锈钢包柱不仅是一种新颖的具有很高观赏价值的建筑 装饰手段，而且，由于其镜面反射作用，可取得与周 围环境中的各种色彩、景物交相辉映的效果。同时， 在灯光的配合下，还可形成晶莹明亮的高光部分，从 而有助于在这些共享空间中，形成空间环境中的兴趣 中心，对空间环境的效果起到强化、点缀和烘托的作 用。
PPT课件
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PPT课件
30
（4 ）不锈钢
（一）不锈钢的基本知识 1、定义
不锈钢是加铬元素为主并加其他元素的、具有优良不锈蚀牲 的合金钢，铬含量越高，钢的抗腐蚀性越好。通常铬含量为 12%以上，除铬外，不锈钢中还含有锰Mn、钛Ti、镍Ni、硅Si 等元素，这些元素都能影响不锈钢的强度、塑性、韧性和耐 蚀性。 不锈钢的耐腐蚀原理，是由于铬的性质比铁活泼，在不锈钢 中，铬首先与环境中的氧化合，生成一层与钢基材牢固结合 的致密氧化膜层，称作钝化膜，它能使合金钢得到保护，不 致锈蚀。

常见的金属材料幻 灯片
常见的金属材料
一.教材分析：
教材开篇让学生查看元素周期表中金属元素有哪些，让学生知道金属元 素的种类繁多，从而对金属的重要性有一个初步印象。学生已经 有了日常生活中使用金属制品的经验，也初步了解金属制品的某 些特殊用途。本节教材利用这点很自然地引领学生从生活走进化 学。
把对金属性质的学习置于材料这样一个背景下，让学生联系自己熟悉的 金属制品，由用途了解金属的物理性质，强化性质决定用途的化 学观念。教材配合实物照片介绍了常见金属制品的主要物理性质， 同时采用列表的方式给出了一些常见的金属物理性质的数据，利 于学生由定性到定量地认识金属的物理性质。引导学生了解金属 的性质与用途的关系是本节的重点之一。
讨论： 4312、..为为银什什的么么 导灯有菜 电泡的刀 性里铁、 比的制灯品镰 铜丝如刀 好用水、 ，钨龙锤 为制头子什而等等么不要用电镀锡铬铁线制？制一？ 如如而般果果镀不用用金用铜锡会铅 制制怎制 而的样？ 不话？用，可银能制会？出现什么情况？
金属导电性实验
金属导热性实验
金属物理性质的探究
观察项目
铁
铝
铜
颜色 1 是否易
被弯曲
2 导电性
3 导热性
归纳金属 的物理性质
创设情景，导入新课： (从故事入手)
1912年，英国斯科特探险队的船只，在去南极途中，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.
教材由青铜器--司母戊鼎引出合金的概念，既联系实际有利于对合金概 念的理解，又利于学生了解化学在古代冶金方面的巨大贡献，同 时对学生进行爱国主义教育。金属与合金在性质上有什么不同呢？ 这是学生很容易提出的问题。引导学生采取对比、比较的科学方 法从颜色、光泽、硬度、熔点几方面进行实验探究，是本节重点 之二。那么金属与合金的性质为什么存在较大差异呢？引导学生 辨证认识物质的性质与结构的关系，建立"混合"能改变物质性质 的化学观念，是本节的难点。教材通过"多识一点"介绍更多合金， 同时也给教师的教学留下较大空间，教参列举的内容可给学生补 充，也可以通过多种教学手段让学生认识合金在材料领域的重要

我们的日常生活 离不开金属
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1
应用广泛的金属材料
可编辑课件PPT
2
第一节 常见的金属材料
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3
探究一： 探究金属的物理性质
1、色泽
我们已知道：
金属的物理性质
有
。
2、状态 3、密度
提出问题：
其他方面的物理 性质是怎样的？
4、硬度 5、熔、沸点 6、延展性
金属还具有的物理性质
可编辑课件PPT
12
二、合金
• 1、定义： 在一种金属中加热熔合其他金属或非金
属而形成的具有金属特性的物质。
①合金的形成过程属于 物理 变化
金属 Mg Fe
熔点 649 1535
沸点 1090 2750
Mg和 Fe 能用加热 熔合的方法形成合金吗？ 为什么？
② 合金中一定含有 金属 ③合金一定为 混合 物 ④合金中元素以的形式存在 单质
密度最小的金属是_______________锂____
可编辑课件PPT
9
考虑物质的用途时， 物质的性质 需要考虑那些因素？
可编辑课件P期的青铜奔马（马踏飞燕) 现已成为我国的旅游标志 .
可编辑课件PPT
铁 河北沧州的 狮子(宋1代1 )
铝合金 钛合金
不锈钢 锰钢
良
100 99 74 61 27 17 7.9
大 金 铅 银 铜 铁 锌 铝小 19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7
高 钨 铁 铜 金 银 铝 锡低
3410 1535 1083 1064 962 660 232
大铬铁 银 铜 金 铝 铅 小
9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5