3.5 非铁金属（教案）《机械基础》同步精品课堂（高教版）

3-5 非铁金属 【教学目标】 一.知识目标： 1.初步了解非铁金属的选用方法； 2.了解非铁金属的分类、牌号、性能和用途。 二.能力目标： 1.能够理解非铁金属在日常生活中的应用； 2.能够掌握非铁金属的基本性质。 三.素质目标： 1.激发学生对非铁金属的兴趣和好奇心； 2.培养学生的科学素养，注重实证和科学探究的精神。 【重点难点】 重点：非铁金属的分类、牌号、性能和用途。 难点：非铁金属的选用方法。 【教学方法】 讲授法 实验法 讨论法 ppt展示 【学生分析】 学生对非铁金属材料认识不足，需要多举例给予说明。 【教学过程】 一.导入新课 1. 通过展示日常生活中使用非铁金属的实例，如铝合金门窗，激发学生的兴趣。 2. 提问学生关于非铁金属的了解，引出新课内容。 二．讲授新课 非铁金属是指除钢铁材料以外的其他金属材料，如铝、镁、铜、锌、铬、钛等金属及其合金。常用的非铁金属有铝及铝合金、铜及铜合金、滑动轴承合金等。 （一）铝及铝合金 1.纯铝（银白色金属） 高纯度铝：又称化学纯铝，其纯度可达 99.99%，主要用于科学研究和某些特殊用途。 工业纯铝：纯度不及高纯度铝，常见杂质为铁和硅。牌号用 1XXX 系列表示。 1A93 表示 WAI=99.93%的纯铝。 2.铝合金 纯铝的强度低，不适宜作为结构材料，若向铝中加入适量的硅、铜、镁、锰 等合金元素形成铝合金，则提高了强度，且仍具有密度小、耐蚀性好、导热性好等特点。 （1）变形铝合金 ① 防锈铝（LF） ② 硬铝（LY） ③ 超硬铝（LC） ④ 锻铝（LD） （2）铸造铝合金 铸造铝合金是指具有较好的铸造性能，宜于用铸造工艺生产铸件的铝合金。 根据化学成分可分为铝-硅系、铝-铜系、铝-镁系、铝-锌系，其中铝-硅系铸造铝合金应用最为广泛。 （二）铜及铜合金 1.纯铜 纯铜是玫瑰红色，外观为紫红色，俗称紫铜。由于纯铜是用电解法制造出来 的，故又名点解铜。 工业上使用的纯铜，其铜的质量分数为 99.5%～99.95%。工业纯铜牌号用“T” 和数字表示。“T”表示“铜”，数字表示顺序号。顺序号越大，杂质含量越高。 常见牌号有 T1、T2、T3、TU0、YU1、TU2。 2.铜合金 （1）黄铜 黄铜是以锌为主加元素的铜合金，因色黄而得名。黄铜敲起来声音很好，又称响铜。黄铜又可分为普通黄铜和复杂黄铜。 ①普通黄铜： 仅由铜和锌组成的铜合金称为普通黄铜。牌号用“H”加数字表示，“H”代 表铜，数字为平均铜的质量分数，如 H70 表示平均 Wcu=70%的铜锌合金。 H80 金黄铜 H70 三七黄铜 H62 四六黄铜 ②复杂黄铜： 在普通黄铜中加入其他合金元素所组成的铜合金称为复杂黄铜。常加入的合 金元素有锡、硅、铅等，分别称为锡黄铜、硅黄铜、铅黄铜等。HPb59-1 表示铅 黄铜，平均 Wcu=59%,WPb=1%，其余为锌。 （2）青铜 青铜是指铜与锌或镍以外的元素组成的合金，按化学成分不同分为普通青铜（锡青铜）、特殊青铜（无锡青铜）。牌号由“Q”加主加元素的化学元素符号、 质量分数和数字表示。 QSn4-3 表示平均锡的质量分数为 4%，锌的质量分数为 3%，其余为铜的普通青铜。 ZCuSn10P1 为铸造锡青铜，平均 WSn=10%，Wp=1%。 （3）白铜 白铜是铜镍合金，因色白而得名。它的表面很光亮，不易锈蚀，主要用于制造精密仪器、仪表中的耐蚀零件及电阻器、热电偶等。 （三）滑动轴承合金 制造滑动轴承轴瓦及其内衬的合金称为滑动轴承合金。 1.锡基轴承合金 以锡（Sn）为基础，加入锑（Sb）、铜等元素组成的合金。 硬度适中，减摩性好，足够的塑性、韧性，良好的耐蚀性、导热性，膨胀系数小等特点，因此在汽车、拖拉机、汽轮机等机械的高速轴上应用较广。疲劳强度低， 同时，锡的熔点较低，其工作温度不宜高于 150℃。ZSnSb11Cu6 表示平均 Wsb=11%、 Wcu=6%的锡基轴承合金，它也是最常用的锡基轴承合金。 2.铅基轴承合金 以铅（Pb）、锑为基础，加入锡、铜等元素组成的合金。硬度、强度、韧性、减摩性均低于锡基轴承合金，故用于中低速度的中等载荷的轴承。它价格低，所以在可能的情况下应尽量采用。ZPbSb10Sn16Cu2 3.铝基轴承合金 常用的铝基轴承合金由铝锑镁轴承合金和高锡铝基轴承合金。 铝锑镁轴承合金以铝为基础，加入 4%锑（Sb）和 0.3%～0.7%镁（Mg）所组成的合金； 高锡铝基轴承合金是以铝为基础，加入 20%锡（Sn）和 1%铜所组成的合金。 三.课堂小结： 1.铝及铝合金：纯铝、铝合金（变形铝合金、铸造铝合金） 2.铜及铜合金：纯铜、铜合金（黄铜、青铜、白铜） 3.滑动轴承合金：锡基轴承合金、铅基轴承合金、铝基轴承合金 四.课堂检测 判断题 1. (× )工业纯铜牌号用“T”和数字表示。“T”表示“铜”，数字表示顺序号。顺序. 号越大，杂质含量越低。 2. (√ ) 防锈铝主要用于制造耐蚀性高的容器、防锈及受力小的构件。 3. ( √)铸造铝合金具有优良的铸造性能，耐蚀性好，用于制造轻质、耐腐蚀、形状 复杂的零件，如活塞、仪表外壳、发动机缸体等。 4. (× )T1 和 T6 都是工业纯铜。 5. ( √ )特殊青铜的力学性能、耐蚀性一般优于普通青铜，而铸造性能不及普通青铜 6．( √ )锡青铜耐磨、耐腐蚀，具有良好的铸造性能，可用于制造蜗轮、轴承等。 7. ( ×)锡基轴承合金，因锡的熔点较高，故工作温度可高于 150C。 8. ( × ) 纯铝塑性好，强度、硬度较高。 9. ( √ )普通青铜即锡青铜，是人类历史上应用最早的一种合金。 10.( √ ) 普通黄铜中锌的质量分数越高，则强度越高。 学科网（北京）股份有限公司 $$