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1、第三章第三节用途广泛的金属材料本讲稿第一页，共三十八页本讲稿第二页，共三十八页第三节用途广泛的金属材料第三节用途广泛的金属材料本讲稿第三页，共三十八页本讲稿第四页，共三十八页本讲稿第五页，共三十八页 (1)金属具有许多共同的物理性质，如不透明、有金属具有许多共同的物理性质，如不透明、有 光泽、光泽、导电、导电、导热、有导热、有 性。性。(2)工业上常把金属分为黑色金属和有色金属两大类：工业上常把金属分为黑色金属和有色金属两大类：属于黑色金属，其余的金属都属于有色金属。属于黑色金属，其余的金属都属于有色金属。(3)生产、生活中应用较多的合金是生产、生活中应用较多的合金是 ，历史上应，历史上应用最
2、早的金属是用最早的金属是 。金属金属易易易易延展延展铁、锰、铬铁、锰、铬生铁和钢生铁和钢铜铜本讲稿第六页，共三十八页本讲稿第七页，共三十八页 一、常见合金的重要应用一、常见合金的重要应用 1合金合金 (1)定义：定义：由两种或两种以上的由两种或两种以上的 (或或 )熔合而成的熔合而成的具有具有 特性的物质。特性的物质。(2)性质：性质：硬度：合金的硬度及机械加工性能一般硬度：合金的硬度及机械加工性能一般 各成分金各成分金属；属；熔点：合金的熔点一般熔点：合金的熔点一般 各成分金属。各成分金属。金属金属金属与非金属金属与非金属金属金属高于高于低于低于本讲稿第八页，共三十八页2常见的合金常见的合金
3、(1)铜合金：铜合金：(2)钢钢用量最大、用途最广的合金。用量最大、用途最广的合金。本讲稿第九页，共三十八页二、正确选用金属材料二、正确选用金属材料1金属材料的分类金属材料的分类本讲稿第十页，共三十八页2金属材料的正确选用金属材料的正确选用本讲稿第十一页，共三十八页本讲稿第十二页，共三十八页1判断正误。判断正误。(1)合金只能由两种或两种以上的金属熔合而成合金只能由两种或两种以上的金属熔合而成 ()(2)钢是纯净物，不是合金钢是纯净物，不是合金()(3)铜比黄铜的熔点低铜比黄铜的熔点低()(4)镁铝熔合成合金的过程是化学变化镁铝熔合成合金的过程是化学变化()答案：答案：(1)(2)(3)(4)
4、本讲稿第十三页，共三十八页2碳素钢的分类依据是碳素钢的分类依据是 ()A硬度硬度B含碳量含碳量C用途用途 D机械性能机械性能分析：分析：根据含碳量的不同，把碳素钢分为低碳钢，中根据含碳量的不同，把碳素钢分为低碳钢，中碳钢和高碳钢。碳钢和高碳钢。答案：答案：B本讲稿第十四页，共三十八页3将下列合金与其用途接线。将下列合金与其用途接线。青铜青铜A不锈钢不锈钢铬镍合金铬镍合金 B司母戊鼎司母戊鼎低碳钢低碳钢 C门窗框架门窗框架铝合金铝合金 D钢丝、钢管钢丝、钢管答案：答案：B，A，D，C本讲稿第十五页，共三十八页4下列适宜制作不锈钢用具的钢是下列适宜制作不锈钢用具的钢是 ()A低碳钢低碳钢 B中碳钢
5、中碳钢C高碳钢高碳钢 D合金钢合金钢解析：解析：不锈钢是在碳素钢中加入不锈钢是在碳素钢中加入Ni、Cr等制成的合金钢，等制成的合金钢，有很好的耐腐蚀性。有很好的耐腐蚀性。答案：答案：D本讲稿第十六页，共三十八页本讲稿第十七页，共三十八页 常见合金的成分、性能及应用常见合金的成分、性能及应用本讲稿第十八页，共三十八页1铜合金铜合金合金合金主要主要成分成分主要性能主要性能主要用途主要用途青铜青铜铜、锡铜、锡强度高、可塑性好、强度高、可塑性好、耐磨、耐腐蚀耐磨、耐腐蚀机械零件，如轴机械零件，如轴承、齿轮等承、齿轮等黄铜黄铜铜、锌铜、锌强度高、可塑性好、强度高、可塑性好、易加工、耐腐蚀易加工、耐腐蚀机
6、械零件、仪表、机械零件、仪表、日用品日用品白铜白铜铜、镍铜、镍光泽好、耐磨、耐腐光泽好、耐磨、耐腐蚀、易加工蚀、易加工钱币、代替银做钱币、代替银做饰品饰品本讲稿第十九页，共三十八页2合金钢合金钢名称名称主要合主要合金元素金元素主要特性主要特性主要用途主要用途锰钢锰钢锰锰韧性好，韧性好，硬度大硬度大钢轨、轴承、钢模、挖掘机铲斗、钢轨、轴承、钢模、挖掘机铲斗、坦克装甲坦克装甲不锈钢不锈钢 铬、镍铬、镍 抗腐蚀性好抗腐蚀性好 医疗器械、容器、反应釜、炊具医疗器械、容器、反应釜、炊具硅钢硅钢硅硅导磁性好导磁性好变压器、发电机和电动机中的变压器、发电机和电动机中的铁芯铁芯钨钢钨钢钨钨耐高温、耐高温、硬度
7、大硬度大刀具刀具本讲稿第二十页，共三十八页3铝合金铝合金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，密度小，强度大强度大用于汽车、飞机、用于汽车、飞机、火箭、船舶制造火箭、船舶制造本讲稿第二十一页，共三十八页 4钛合金钛合金 钛的合金具有密度小、强度高、耐腐蚀、耐高温等优钛的合金具有密度小、强度高、耐腐蚀、耐高温等优点，主要用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船等点，主要用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船等领域。领域。本讲稿第二十二页，共三十八页 例例1铁是人类较早使用的金属之一。据有关报道，目前铁是人类较早使用的金属之一。据有关报道，目前已能冶炼
8、出纯度高达已能冶炼出纯度高达99.999 9%的铁。纯铁的实际使用范围有限，人的铁。纯铁的实际使用范围有限，人们大量使用的是铁的合金。钢铁是铁碳合金的总称，其强度高、价格便们大量使用的是铁的合金。钢铁是铁碳合金的总称，其强度高、价格便宜、应用广泛。以下关于不锈钢和普通钢的认识中，你认为正确的是宜、应用广泛。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它们的组成元素是相同的 B耐腐蚀的性能不同耐腐蚀的性能不同 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都是铁，因此它们的化构成普通钢和不锈钢的主要元素都是铁
9、，因此它们的化学性质完全相同学性质完全相同 本讲稿第二十三页，共三十八页 解析解析不锈钢是在普通钢的基础上，加入不锈钢是在普通钢的基础上，加入Cr、Ni等多等多种元素炼制成的钢材，它在空气中能保持金属光泽，也就是具种元素炼制成的钢材，它在空气中能保持金属光泽，也就是具有不易生锈的特性。铬元素的加入使不锈钢表面形成致密且坚有不易生锈的特性。铬元素的加入使不锈钢表面形成致密且坚固的氧化膜，防止内部铁与外部物质接触。镍元素的加入，使固的氧化膜，防止内部铁与外部物质接触。镍元素的加入，使不锈钢在多种酸、碱、盐的水溶液中也能具有很好的化学稳定不锈钢在多种酸、碱、盐的水溶液中也能具有很好的化学稳定性和耐腐
10、蚀性。综上所述，不锈钢具有优良的性能，在很多方性和耐腐蚀性。综上所述，不锈钢具有优良的性能，在很多方面不同于普通钢，故面不同于普通钢，故B项正确。项正确。答案答案B本讲稿第二十四页，共三十八页 (1)合金的种类和性能与成分有关。不同的原料，不合金的种类和性能与成分有关。不同的原料，不同的原料配比，不同的制造工艺，得到不同性能的合金。同的原料配比，不同的制造工艺，得到不同性能的合金。(2)由于合金的形成改变了金属的内部结构，所以对金属的由于合金的形成改变了金属的内部结构，所以对金属的物理性质和化学性质都有影响。如不锈钢的抗腐蚀性比普通钢物理性质和化学性质都有影响。如不锈钢的抗腐蚀性比普通钢(碳素
11、钢碳素钢)强得多。强得多。本讲稿第二十五页，共三十八页金属材料的选择及利用金属材料的选择及利用本讲稿第二十六页，共三十八页 1选择材料应注意的问题选择材料应注意的问题 某种金属能不能成为一种应用广泛的材料主要取决某种金属能不能成为一种应用广泛的材料主要取决于该金属的储量、冶炼成本、市场价格以及所具有的性于该金属的储量、冶炼成本、市场价格以及所具有的性能和是否易于加工等。能和是否易于加工等。选择金属材料时，除了要考虑金属的用途、外观和价格选择金属材料时，除了要考虑金属的用途、外观和价格外，还要考虑金属的物理性质和化学性质。外，还要考虑金属的物理性质和化学性质。本讲稿第二十七页，共三十八页 (1)
12、物理性质：密度、硬度、强度、导电性和导热性等，物理性质：密度、硬度、强度、导电性和导热性等，这些性质决定金属材料的加工难易程度。这些性质决定金属材料的加工难易程度。(2)化学性质：对水的作用、耐腐蚀性等，这些性质化学性质：对水的作用、耐腐蚀性等，这些性质决定金属材料的日常维护和环境对其的影响。决定金属材料的日常维护和环境对其的影响。本讲稿第二十八页，共三十八页 2金属的回收和资源保护金属的回收和资源保护 (1)废旧金属的最好处理方法是回收利用。废旧金属的最好处理方法是回收利用。(2)回收利用废旧金属的意义是减少垃圾量，防止污回收利用废旧金属的意义是减少垃圾量，防止污染环境且缓解资源短缺的矛盾。
13、染环境且缓解资源短缺的矛盾。本讲稿第二十九页，共三十八页 例例2下列用途主要体现铝的物理性质的是下列用途主要体现铝的物理性质的是 ()家用铝锅家用铝锅制盛浓硝酸的容器制盛浓硝酸的容器制导线制导线焊接钢焊接钢轨轨制包装铝箔制包装铝箔做防锈油漆做防锈油漆制成合金作制造飞机的制成合金作制造飞机的材料材料 AB C D本讲稿第三十页，共三十八页 解析解析因为金属铝具有良好的导热、导电性，故可制作家因为金属铝具有良好的导热、导电性，故可制作家用铝锅和输电线路的导线；铝的密度小、延展性好，可制包装铝用铝锅和输电线路的导线；铝的密度小、延展性好，可制包装铝箔；铝合金的密度小、强度高，可作飞机、火箭等航空制造
14、业的箔；铝合金的密度小、强度高，可作飞机、火箭等航空制造业的材料；制盛浓硝酸的容器是利用了铝被钝化的化学性质；焊接钢材料；制盛浓硝酸的容器是利用了铝被钝化的化学性质；焊接钢轨是利用了铝热反应，做防锈油漆是利用了铝是活泼金属的化学轨是利用了铝热反应，做防锈油漆是利用了铝是活泼金属的化学性质。性质。答案答案C 本讲稿第三十一页，共三十八页 正确选用金属材料的一般思路正确选用金属材料的一般思路 (1)金属的性质决定其主要用途，在选用材料时应首先考虑金属的性质决定其主要用途，在选用材料时应首先考虑其性质与用途的一致性。其性质与用途的一致性。(2)所选材料的强度所选材料的强度、机械性能、外观、加工难度等
15、、机械性能、外观、加工难度等主要从金属的物理性质考虑，如密度、硬度、延展性、主要从金属的物理性质考虑，如密度、硬度、延展性、导电性、导热性、强度等。导电性、导热性、强度等。本讲稿第三十二页，共三十八页 (3)材料的稳定性、日常维护应从其化学性质考虑，材料的稳定性、日常维护应从其化学性质考虑，如在空气、水、酸、碱、盐环境的化学稳定性及耐腐蚀如在空气、水、酸、碱、盐环境的化学稳定性及耐腐蚀性等。性等。(4)材料的经济性，如价格，应从原料的储量、开采与材料的经济性，如价格，应从原料的储量、开采与冶炼难度等方面考虑。冶炼难度等方面考虑。本讲稿第三十三页，共三十八页本讲稿第三十四页，共三十八页本讲稿第三十五页，共三十八页本讲稿第三十六页，共三十八页 (1)合金是指由两种或两种以上的金属合金是指由两种或两种以上的金属(或金属和非金属或金属和非金属)熔熔合而成的具有金属特性的物质。合而成的具有金属特性的物质。(2)合金属于混合物，其硬度一般大于它的成分金属，其合金属于混合物，其硬度一般大于它的成分金属，其熔点一般低于它的成分金属。熔点一般低于它的成分金属。(3)青铜是我国使用最早的合金。青铜是我国使用最早的合金。(4)钢是用量最大，用途最广的合金，它可分为碳素钢和合金钢是用量最大，用途最广的合金，它可分为碳素钢和合金钢。钢。本讲稿第三十七页，共三十八页本讲稿第三十八页，共三十八页