3.2.1铁合金、新型合金 课件 2026-2027学年高一上学期化学人教版必修第一册

第三章 铁 金属材料 第二节　金属材料 3.2.1 铁合金 1、知道金属材料及其种类。 2、知道合金的概念，了解常见合金的分类、组成和用途。 3、了解合金在生产、生活中的应用，会合理选用金属材料。 4、了解新型合金的功能。 学习目标 2 1、生铁与钢有什么区别？ 2、合金和金属的性质差异？ 3、新型合金有哪些类型？ 预设及反馈问题 金属材料的发展历史 商朝 后母戊鼎 东汉 马踏飞燕 鸟巢体育馆 和谐号动车 春秋 铜柄铁剑 神州飞船 新课导入 纯金属 【材料的分类】 材料 金属材料 非金属材料 复合材料 无机非金属材料 合金 有机高分子材料 定义：由两种或两种以上的金属(或金属与非金属)加热熔合而成的具有金属特性的混合物。 合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素 属于物理变化，但并非简单混合而成，若熔沸点相差大则不能熔合成合金 具有金属光泽，良好的导热性、导电性和延展性等 【任务一】 合金 不锈钢护栏 铁制护栏 性能：具有许多优良的物理、化学或机械性能，如合金的硬度、熔点不同于其成分金属。 高于成分金属 低于成分金属 思考1：是否任意两种金属都能形成合金？ 已知铜的熔点为1083 ℃，钠的沸点为883 ℃，铜与钠能否形成合金？ 不能。当铜开始熔化时，钠已经气化，所以二者不能形成合金。 【注意】两种金属形成合金，其前提是两种金属在同一温度范围内都能熔化。若一种金属的熔点高于另一金属的沸点，则不能形成合金 思考2：Na、K能形成合金吗？ 思考3：合金的硬度为什么会大于成分金属，熔点低于成分金属呢？ 结构不同 硬度较小 所有原子的大小和形状都是相同的 原子的排列十分规整 易滑动 原子的大小和形状不完全相同 有规则的层状排列被改变 硬度较大 不易滑动 性能不同 【任务二】 铁合金 生铁：含碳量2％～4.3％ 钢：含碳量0.03％～2％ 生铁硬度大、抗压、性脆、可以铸造成型，是制造机座、管道的重要材料； 钢有良好的延展性，机械性能好，可以锻轧和铸造，广泛用于制造机械和交通工具等； 含碳量不同 铁 合 金 碳素钢 合金钢 （特种钢） 化学成分 含碳量不同 低碳钢 含碳量低于0.3% 中碳钢 含碳量为0.3%~0.6% 高碳钢 含碳量高于0.6% 韧性、焊接性好，但强度低，用于制造钢板、钢丝和钢管等。 强度高，韧性及加工性好，用于制造钢轨、车轮和建材等 硬而脆，热处理后弹性好，用于 制造器械、弹篢和刀具等 合金元素 主要作用 铬(Cr) 增强耐磨性和抗氧化性；增强高温强度；提高高碳钢的耐磨性等 锰(Mn) 防止硫引起的脆性；增强钢的强度和韧性等 钼(Mo) 降低脆性；增强高温强度；提高红热时的硬度和耐磨性等 钨(W) 提高高温时的强度和硬度；增强工具钢的耐磨性等 钴(Co) 提高红热时的硬度和耐磨性；用于制造磁性合金等 镍(Ni) 增强低温时的韧性；改变高铬钢的内部结构等 硅(Si) 提高低合金钢的强度和硬度；增强高温时的抗氧化性等 合金的种类 【任务三】 铜合金 黄铜： Cu —Zn （含Zn 20% ~36%） 白铜： Cu —Ni （含Ni 10% ~30%） 青铜： Cu —Sn （含Sn 10% ~30%） 有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀，主要用于制机器零件如轴承、齿轮等 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 它不容易生铜绿，常用于制造精密仪器和装饰品 【任务四】 新型合金 新型合金 储氢合金 钛合金 耐热合金 形状记忆合金合金 广泛应用于航空航天、生物工程、电子工业等领域 为氢能源的应用起到重要的推动作用 储氢合金 升温、减压释放H2 常温、常压吸收H2 金属氢化物 储氢合金 Ti-Fe合金、La-Ni合金 储氢合金：能够大量吸收氢气，并与氢气结合成金属氢化物的材料 钛合金：钛合金强度高、耐蚀性好、耐热性高。钛合金主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次为火箭、导弹和高速飞机的结构件。 耐热合金：高温下具有高强度和良好的抗氧化性，因而可用于热处理工业，制造各种结构件。 记忆合金：合金的形状被改变之后，一旦加热到一定的跃变温度时，它又可以变回到原来的形状，人们把具有这种特殊功能的合金称为形状记忆合金。 人造卫星的天线 发射人造卫星之前，将抛物面天线折叠起来装进卫星体内，火箭升空把人造卫星送到预定轨道后，只需加温，折叠的卫星天线因具有"记忆"功能而自然展开，恢复抛物面形状。 稀土金属： 拓展 （1）镧系元素(57～71号元素)及钇和钪，共17种元素为稀土元素。 我国拥有丰富的稀土资源，现已查明的世界稀土资源中，80%分布在我国，并且品种齐全。 （2）稀土金属有着广泛的用途，它既可以单独使用，也可用于生产合金。在合金中加入适量稀土金属，能大大改善合金的性能。因而，稀土元素又被称为“冶金工业的维生素”。 （3）稀土金属可用于制造引火合金、永磁材料、超导材料和发光材料等。稀土金属除广泛应用在冶金、石油化工、材料工业、医药及农业领域外，还逐渐深入到许多现代科技领域。 小结 17 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.0 $