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第二节 金属材料
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钢铁材料
铂合金首饰
钠钾合金
金属材料:包括纯金属和它们的合金。
在生产生活中,多数使用合金。
一、合金
定义:由两种或两种以上金属(或金属与非金属)熔合形成的具有金属特性的物质。
性能:具有许多优良的物理、化学或机械性能;可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节合金的性能。
① 合金硬度一般比它的各成分金属大。
② 合金熔点比它的各成分金属低。
合金中各成分仍保持其化学性质
合金是混合物
金属材料在载荷作用下抵抗破坏的性能,称为机械性能(或称为力学性能)
合金硬度比纯金属硬度大的微观解释
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(含碳量2%~4.3%) 生铁硬度大、抗压、性脆、可铸造成型
碳素钢
生铁
钢
含碳量0.3%~2%
合金钢(特种钢)
低碳钢
中碳钢
高碳钢
钨钢、锰钢、锰硅钢、钼钢、钨铬钢、镍铬钢(不锈钢)
铁合金
韧性、焊接性好,但强度低,可制作钢板、钢丝和钢管等
强度高,韧性及加工性好,可制造钢轨、车轮和建材等
硬而脆,热处理后弹性好,可制造器械、弹簧和刀具等
<0.3%
0.3%~0.6%
>0.6%
钢是用量最大、用途最广的合金
加n种合金元素
二、认识铁合金——类别
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启示
合金元素不同,其性能不同
结构决定性能,性能决定其用途
改变合金元素来开发新功能的金属材料
钢: ①含碳量越低,韧性越好,硬度越低;
②含碳量越高,韧性越差,硬度越高。
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合金钢是在碳素钢里适量地加入一种或几种合金元素,使钢的组织结构发生变化,从而使钢具有各种特殊性能。与钢铁相比,主要表现在机械强度、韧性、硬度、可塑性、耐腐蚀性等方面
不锈钢是最常见的一种合金钢,合金元素主要是铬Cr和镍Ni。通常不锈钢中含Cr 18%,含Ni8%(有的不锈钢含Cr 17%-19%,含Ni 8%-13%)。① 合金硬度一般比它的各成分金属大。
不锈钢在大气中比较稳定,不容易生锈,具有很强的抗腐蚀能力。
铬 Cr—防氧化元素
镍 Ni—防腐蚀元素
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下水井盖是由生铁铸造的
用不锈钢制造的地铁列车的车体
变压器、发电机铁芯是硅钢
锰钢制造的钢轨
二、认识铁合金——应用
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【练习1】下列关于合金的叙述中正确的是( )
B
A、合金是由两种或多种金属熔合而成的
B、日常生活中用到的五角硬币属于铜合金
C、合金的熔点一定比其他成分金属的熔点高
D、下水井盖是由纯铁铸造的
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三、铝和铝合金
铝 ( Al ) ——地壳中含量最多的金属元素
物理性质—金属通性:固体、银白色金属光泽、良好的导电性、导热性和延展性
—金属铝个性:密度小、质软、熔点低。
化学性质: ① 微观结构 ② 氧化还原、化合价角度 ③金属活动性顺序
地壳中元素含量:O>Si>Al>Fe>Ca>Na>K>Mg>Zn
Al 的化学性质活泼,
具有较强的还原性,