用途广泛的金属材料-公开课课件.ppt

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1、第三章 金属及其化合物 用途广泛的的金属材料2022/12/14它们是纯金属做的吗？它们是纯金属做的吗？2022/12/14铝铝合金锅合金锅钛钛合金羽毛球拍合金羽毛球拍镍镍合合金金门门锁锁我们很少使用纯金属，而主要使用合金。我们很少使用纯金属，而主要使用合金。2022/12/14一、合金的概念及特性：一、合金的概念及特性：合金合金:由两种或两种以上的由两种或两种以上的金金属属或（金属与或（金属与非金属非金属）熔合）熔合而成的而成的,具有具有金属特性金属特性的物质的物质。1 1、合金的概念、合金的概念 ：2022/12/14合金中合金中一定一定含有金属元素含有金属元素合金中也合金中也可能可能含有

2、非金属元素；含有非金属元素；多数合金是混合物；多数合金是混合物；合金中各成分仍保持其化学性质合金中各成分仍保持其化学性质通过熔合条件形成通过熔合条件形成 注：注：2022/12/142、合金的特性：、合金的特性：一般情况下，合金与其纯金属成分相比较一般情况下，合金与其纯金属成分相比较（1 1）硬度大于）硬度大于任意成分金属任意成分金属。（如：铝合金比纯铝硬、铁合金比纯铁的硬度大如：铝合金比纯铝硬、铁合金比纯铁的硬度大）（2 2）熔点低于）熔点低于任意成分金属任意成分金属。（如：保险丝如：保险丝 、生铁的熔点比纯铁的低；生铁的熔点比纯铁的低；）（3 3）常具有优良的）常具有优良的物理、化学物理、

3、化学或或机械机械的性能。的性能。（4 4）导电性和导热性低于任一组分金属。）导电性和导热性低于任一组分金属。3、合金的性能影响因素：、合金的性能影响因素：使用不同的原料使用不同的原料 方法：添加不同元素方法：添加不同元素改变原料配比改变原料配比 方法：改变各自的含量方法：改变各自的含量改变制造工艺改变制造工艺 方法：改变熔合条件方法：改变熔合条件2022/12/14 使用：使用：不同的原料，不同的原料，改变原料的配比，改变原料的配比，改变生成合金的条件等，改变生成合金的条件等，可以制得具有不同性能的合金。可以制得具有不同性能的合金。合金在工业上的用途比纯金属更广、更重要。合金在工业上的用途比纯

4、金属更广、更重要。2022/12/14 二、常见的合金及用途：二、常见的合金及用途：(一一)铜合金铜合金的种类很多，常见的有：的种类很多，常见的有：1.青铜青铜 2.黄铜黄铜 3.白铜白铜 2022/12/141.青铜（主要含锡、铅）青铜（主要含锡、铅）有良好的强度和塑性、耐磨、有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀，主要用于制机器零件耐腐蚀，主要用于制机器零件如如轴承、齿轮轴承、齿轮等。等。是我国使用最早的合金是我国使用最早的合金19391939年在年在河南安阳殷墟河南安阳殷墟出土出土的的商代商代后期制作的后期制作的司母戊鼎司母戊鼎属于属于青铜制品青铜制品。2022/12/142.黄铜（黄铜（Cu

5、Zn，Zn20%36%）古代称为药金，密度比黄金小，外观与金非常相古代称为药金，密度比黄金小，外观与金非常相似，常被误认为是黄金。似，常被误认为是黄金。假如是你，你怎样来判别假如是你，你怎样来判别“药金药金”和黄金？和黄金？黄铜：黄铜：主要含铜和锌，有良好的强度和塑性、易加工、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。耐腐蚀，主要用于制机器零件、仪表和日用品。2022/12/14白铜：不容易生铜绿，常用于制造精密仪器和装饰品。白铜：不容易生铜绿，常用于制造精密仪器和装饰品。3.白铜（白铜（Cu和镍）和镍）象象象象 尊尊尊尊斗斗斗斗 牛牛牛牛麒麟麒麟麒麟

6、麒麟马踏飞燕马踏飞燕马踏飞燕马踏飞燕2022/12/14 4.锰铜锰铜具有极高的电阻。具有极高的电阻。工业上常用工业上常用铜合金铜合金来制造各种机械零件来制造各种机械零件2022/12/14（二）（二）.铁合金铁合金生铁生铁钢钢（含碳量在（含碳量在24.3之间之间,还含硅、还含硅、锰及少量硫、磷锰及少量硫、磷）碳素钢碳素钢低碳钢低碳钢（含碳（含碳0.30.6）高碳钢高碳钢（含碳（含碳0.030.3）中碳钢中碳钢（含碳（含碳0.62）在碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、在碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、钼、钴等合金元素钼、钴等合金元素(如如不锈钢不锈钢)。钢的钢的含碳量越低含碳量越低，韧性越，韧性越好好，

7、硬度越，硬度越低低；含碳量越高含碳量越高，韧性越，韧性越差差，硬度越，硬度越高高。根根据据含含碳碳量量合金钢：合金钢：2022/12/14 注意：注意：生铁生铁和和钢钢就是就是铁的合金铁的合金，其中其中钢钢是使用量最大、用途最广的合金。是使用量最大、用途最广的合金。生铁的含碳量为生铁的含碳量为2%4.3%之间；之间；钢的含碳量在钢的含碳量在0.03%2%之间。之间。2022/12/14 合金钢可用于制不锈钢及各种特种钢。合金钢可用于制不锈钢及各种特种钢。2022/12/14变形的钢轨变形的钢轨2022/12/14 拓展知识：拓展知识：不锈钢不锈钢 为了防生锈在合金中加入为了防生锈在合金中加入铬

8、铬和和镍镍，这种钢称为不锈钢。这种钢称为不锈钢。不锈钢不锈钢通常是指通常是指含铬量含铬量在在1230%的的合金钢合金钢。2022/12/14其它几种常见合金的组成、性质和用途其它几种常见合金的组成、性质和用途名称名称组成组成主要用途主要用途铝合金铝合金含有含有10%-30%10%-30%的镁的镁火箭、飞机、火箭、飞机、轮船等制造业轮船等制造业硬铝硬铝含铜含铜4%4%、镁、镁0.5%0.5%、锰锰0.5%0.5%、硅、硅0.7%0.7%火箭、飞机、火箭、飞机、轮船等制造业轮船等制造业钛合金钛合金含铝含铝6%6%、钒、钒4%4%用于飞机、用于飞机、宇航、化学工业宇航、化学工业金合金金合金 加入银、

9、铜、加入银、铜、稀土元素等稀土元素等金饰品、电子元金饰品、电子元件、钱币、笔尖件、钱币、笔尖2022/12/14铝合金铝合金特点：密度小、强度高、抗腐蚀强特点：密度小、强度高、抗腐蚀强用途：制造飞机和宇宙飞船用途：制造飞机和宇宙飞船 为什么铝被称为为什么铝被称为“有翼的金属有翼的金属”“会飞的金属会飞的金属”？2022/12/14铝合金制成的箱子铝合金制成的箱子2022/12/14镁铝合金：镁铝合金：含有硅、铜、锌、锰等元素。含有硅、铜、锌、锰等元素。具有质轻、坚韧、机械性能较好等许多优良性质，具有质轻、坚韧、机械性能较好等许多优良性质，用途广泛，做机械零件、车船材料、门窗等。用途广泛，做机械

10、零件、车船材料、门窗等。2022/12/14镁铝合金制成的镁铝合金制成的3C产品产品镁铝合金制成笔记本电脑外壳镁铝合金制成笔记本电脑外壳2022/12/14镁铝合金制成的自行车镁铝合金制成的自行车2022/12/14 新型合金新型合金喷气式飞机的发动机叶片。喷气式飞机的发动机叶片。储氢合金：储氢合金：钛合金：钛合金：耐热合金：耐热合金：记忆合金：记忆合金：泡沫合金：泡沫合金：TiFe,LaNiTi，V，Fe，Al等，等，飞机起落架。飞机起落架。2022/12/14氢气与汽油两用车上的储氢装置氢气与汽油两用车上的储氢装置 储氢合金储氢合金2022/12/14氢燃料电池汽车上的储氢罐氢燃料电池汽车

11、上的储氢罐2022/12/14 钛合金：钛合金：Ti，V，Fe，Al等，等，飞机起落架。飞机起落架。2022/12/14喷气式飞机的发动机叶片。喷气式飞机的发动机叶片。耐热合金：耐热合金：2022/12/14硅锰合金硅锰合金锌合金锌合金铂铑合金网铂铑合金网2022/12/14记忆金属记忆金属 随着社会的发展，我们对金属的认识也在随着社会的发展，我们对金属的认识也在增加。也许在不远将来，我们都会拥有一辆由增加。也许在不远将来，我们都会拥有一辆由“记忆金属记忆金属”制作的汽车，我们再也不怕把汽制作的汽车，我们再也不怕把汽车碰撞的凹凸不平而心痛惋惜了。车碰撞的凹凸不平而心痛惋惜了。这种这种“记忆金属

12、记忆金属”即是即是镍钛合金镍钛合金。如把这。如把这样一块金属任意揉皱，或使它弯曲。加热后，样一块金属任意揉皱，或使它弯曲。加热后，它又恢复了原状。它又恢复了原状。2022/12/14记忆合金记忆合金2022/12/142022/12/14形状记忆合金制成的水龙头形状记忆合金制成的水龙头 上的温度调节装置上的温度调节装置2022/12/14形状记忆合金制成的形状记忆合金制成的“蝴蝶蝴蝶”（可模仿肌肉的收缩）（可模仿肌肉的收缩）2022/12/14形状记忆合金制成的形状记忆合金制成的 移动跳跃的机器人移动跳跃的机器人2022/12/14 稀土作为基体元素能制造出具有稀土作为基体元素能制造出具有特殊

13、特殊“光电磁光电磁”性能的多种功能材料性能的多种功能材料，如如:稀土永磁材料，稀土永磁材料，稀土镍氢电池材料，稀土镍氢电池材料，稀土荧光材料，稀土荧光材料，稀土催化剂。稀土催化剂。稀土激光材料，稀土激光材料，稀土精密陶瓷材料稀土精密陶瓷材料,生物工程材料等。生物工程材料等。它们都是发展电子信息产业，开发新能源，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。治理环保和国防尖端技术等方面必不可缺少的材料。2022/12/14主要用途主要用途 外观外观 物理性质物理性质 化学性质化学性质 价格价格 加工难度加工难度 日常维护日常维护 对环境的影响对环境的影响 三

14、、正确选用金属材料三、正确选用金属材料选择材料时，常常要考虑几个方面：选择材料时，常常要考虑几个方面：2022/12/14 常见金属之最常见金属之最密度最大的是密度最大的是 ；硬度最大的是硬度最大的是 ；熔点最低的是熔点最低的是 ；熔点最高的是熔点最高的是 ；延性最好的是延性最好的是 ；展性最好的是展性最好的是 ；导电性最好的是导电性最好的是 ；地地壳壳中中含含量量最最多多的的金金属属元元素素是是 ；OsCrHgWPtAuAgAl2022/12/14金属的分类金属的分类 金属金属 冶金工业分冶金工业分 黑色金属：铁、铬、锰黑色金属：铁、铬、锰 有色金属：除铁、铬、锰有色金属：除铁、铬、锰以外的

15、金属以外的金属 按密度分按密度分 重金属重金属：密度：密度4.5g/cm3以上以上 轻金属轻金属：密度：密度4.5g/cm3以下以下 按接触概率分按接触概率分 常见金属：如铁、铝、铜等常见金属：如铁、铝、铜等 稀有金属：如锆、铌、钼等稀有金属：如锆、铌、钼等 2022/12/14金属的冶炼金属的冶炼目前工业上冶炼金属常用的方法有：目前工业上冶炼金属常用的方法有：热还原法热还原法大多数金属的冶炼适用于此法。大多数金属的冶炼适用于此法。电解法电解法钾、钙、钠、铝等活泼金属，只能用电解其熔融盐或氧化钾、钙、钠、铝等活泼金属，只能用电解其熔融盐或氧化物的方法制解。物的方法制解。把金属从矿石中提炼出来，

16、这个过程就叫金属的冶炼。把金属从矿石中提炼出来，这个过程就叫金属的冶炼。从金属矿石中提炼金属一般需经过三个步骤：从金属矿石中提炼金属一般需经过三个步骤：（1）矿石的采集；）矿石的采集；（2）冶炼；）冶炼；（3）精炼。）精炼。2022/12/14三千多年前商三千多年前商代的青铜器已代的青铜器已表明我国古代表明我国古代无与伦比的冶无与伦比的冶炼技术，炼技术，2022/12/142022/12/14炼钢过程 2022/12/142 2、人类历史上大量生产和使用铝、铁、钛、人类历史上大量生产和使用铝、铁、钛、铜四种金属的时间顺序是（铜四种金属的时间顺序是（）A A。铜、铁、铝、钛。铜、铁、铝、钛B B

17、。铁、铝、铜、钛。铁、铝、铜、钛C C。铜、铁、钛、铝。铜、铁、钛、铝D D。铁、铜、铝、钛。铁、铜、铝、钛1 1、下列物质中、下列物质中,不属于合金的是（不属于合金的是（）A A、硬铝、硬铝 B B、黄铜、黄铜 C C、钢铁、钢铁 D D、水银、水银DA课堂练习课堂练习2022/12/143、关于合金性质的说法中，错误的是（、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合金的物理性质一般与其各

18、成分金属的的物理性 质不同质不同 D合金的化学性质一般与其各成分金属的的化学性合金的化学性质一般与其各成分金属的的化学性 质不同质不同D2022/12/144 4、我国在春秋战国时期，就懂得将白铁褪火我国在春秋战国时期，就懂得将白铁褪火处理得到相当于铸钢的物器（如锋利的宝剑），处理得到相当于铸钢的物器（如锋利的宝剑），这一技术要比欧洲早就两千年，那么白铁褪火这一技术要比欧洲早就两千年，那么白铁褪火处理的主要作用是（处理的主要作用是（）A A、除去硫、磷杂质、除去硫、磷杂质B B、适当降低了含碳量、适当降低了含碳量C C、渗入了合金元素、渗入了合金元素D D、改善表面的结构性质、改善表面的结构性质B2022/12/14课堂练习：课堂练习：5.多数合金与组成成份相比较，合金的（多数合金与组成成份相比较，合金的（）A.熔点高，硬度小熔点高，硬度小 B.密度大密度大 C.机械强度差机械强度差 D.熔点低，硬度大熔点低，硬度大6.所谓合金必须是所谓合金必须是通过熔合而成通过熔合而成 由两种或两种由两种或两种 以上的金属（或金属与非金属）组成以上的金属（或金属与非金属）组成 耐腐蚀耐腐蚀 具有金属的特征具有金属的特征 铸造性能好（铸造性能好（）A.B.C.D.DD2022/12/14