金属材料1

形状记忆合金是具有形状记忆效应的合金被广泛用
于做人造卫星和宇宙飞船的天线，水暖系统、 于做人造卫星和宇宙飞船的天线，水暖系统、防火门和电路断 电的自动控制开关，以及牙齿矫正等医疗材料 电的自动控制开关，
低温下
用钛-镍形状记忆合金制成的人造卫星天线 镍
形 状 记 忆 合 金
常见合金的主要成分、性能和用途 常见合金的主要成分、
生铁和钢的比较
生铁 碳元素含量 机械性能 2%～4.3% ～ 机械性能硬而 无韧性、 脆、无韧性、 可铸不可锻 钢 0.03%～2% ～ 坚硬、韧性大、 坚硬、韧性大、 塑性好、可铸、 塑性好、可铸、 可锻、 可锻、可压延
生铁
降低含碳量
钢 纯铁很软不易制成机械用品
材料是 使用最多的金属材料 使用最多的金属材料是铁合金
钨的熔点比锡高。用锡制灯丝，通电后锡会熔化， 钨的熔点比锡高。用锡制灯丝，通电后锡会熔化， 灯丝会熔断，灯泡不能正常发光。 灯丝会熔断，灯泡不能正常发光。
4、为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？如果 为什么有的铁制品如水龙头等要镀铬？ 镀金会怎样？ 镀金会怎样？
铬比铁的硬度大，耐磨，耐腐蚀性强，且美观。 铬比铁的硬度大，耐磨，耐腐蚀性强，且美观。 镀金虽然美观，但成本高，不耐磨。 镀金虽然美观，但成本高，不耐磨。
石器时代
旧石器时代 人们利用燧石、 人们利用燧石、 鹿角和石头制作 的工具。 的工具。
人类从石器时代进入青铜器时代。 人类从石器时代进入青铜器时代。
青 铜 极 品 · 尊 与 盘
司母戊鼎
四羊方尊
纯铜
铜线
铜丝
铜合金
青铜
黄铜
白铜
进入铁器时代， 进入铁器时代，铜和铁作为金属 材料一直被广泛地应用着。 材料一直被广泛地应用着。
第八单元 金属和金属材料
课题1 课题1 金属材料
铁 锅 铜 火 锅
铝 锅
环顾你家里的日常生活用品，如锅、 环顾你家里的日常生活用品，如锅、 水龙头等， 壶、刀、锄、水龙头等，它们都是由金 属材料制成的。 属材料制成的。金属材料包括纯金属以 及它们的合金。 及它们的合金。 人类从石器时代进入青铜器时代， 人类从石器时代进入青铜器时代， 石器时代进入青铜器时代 继而进入铁器时代 铁器时代， 继而进入铁器时代，铜和铁作为金属材 料一直被广泛地应用着。 料一直被广泛地应用着。
【实验8-1】比较黄铜片和铜片、焊锡和锡 实验 】比较黄铜片和铜片、
的光泽和颜色；将它们互相刻划， 的光泽和颜色；将它们互相刻划，比较它们的硬 度
性质 比较 黄铜 光泽 和颜 色 硬度 结论 暗、 黄色 铜 现象 焊锡 锡
亮、 暗、 亮、 紫红色 灰白色 银白色 焊锡比锡硬 焊锡比锡硬
黄铜比铜硬
合金硬度大于纯金属
铁具有导电性
物质的性质在很大程度上决定了物质 物质的性质在很大程度上决定了物质 性质 的用途，但这不是唯一的决定因素。 的用途，但这不是唯一的决定因素。在考 虑物质的用途时，还需要考虑价格、资源、 虑物质的用途时，还需要考虑价格、资源、 价格 是否美观、使用是否便利， 是否美观、使用是否便利，以及废料是否 等多种因素。 易于回收和对环境的影响等多种因素 易于回收和对环境的影响等多种因素。
后退
金属与非金属物理性质的比较
物理性质 状态 金属 非金属
在常温下， 在常温下， 在常温下，除 在常温下， 汞是液体外， 有固、 汞是液体外，其 有固、液、气三 态 余都是固体
密度 导电性 导热性 延展性
一般较大 能导电、 能导电、导热
一般较小 一般不导电、 一般不导电、 不导热 没有
有
一些金属的物理性质的比较
物理性质 导电性（ 导电性（以银 银 铜 的导电性为 100作标准 作标准） 100作标准） (优)100 99 金 铅 物理性质比较 金 74 银 铝 61 铜 锌 27 铁 铁 17 铅 7.9(良 7.9(良) 锌 铅
密度/ cm） 密度/（g·cm） cm 2.7(小 (大)19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.7(小)
主要性能 熔点低 强度和 硬度好 光泽好、 光泽好、耐 磨、易加工
主要用途 焊接金属 火箭、 火箭、飞机 轮船等ห้องสมุดไป่ตู้造业 金饰品 钱币 电子元件
18K黄金 黄金
金、银、铜
18K白金 白金
金、铜、 镍、锌
光泽好、 光泽好、耐 磨、易加工
金饰品
钛——21世纪的金属 世纪的金属
具有很多优良的性能， 钛和钛合金 具有很多优良的性能 ， 如熔点高、 密度小、 可塑性好、 易于加工、 如熔点高 、 密度小 、 可塑性好 、 易于加工 、 机械性能好等。 尤其是抗腐蚀性能非常好， 机械性能好等 。 尤其是抗腐蚀性能非常好 ， 即使把它们放在海水中数年， 即使把它们放在海水中数年 ， 取出后仍光 亮如新， 其抗腐蚀性能远优于不锈钢， 亮如新 ， 其抗腐蚀性能远优于不锈钢 ， 因 此被广泛用于火箭 导弹、 航天飞机、 广泛用于火箭、 此被 广泛用于火箭 、 导弹 、 航天飞机 、 船 舶、化工和通讯设备等
1、以下铁的用途，涉及了那些铁的性质？ 、以下铁的用途，涉及了那些铁的性质？
（1）烧菜用的铲子是铁制的，一般都要装上木柄 ）烧菜用的铲子是铁制的，
铁有良好的导热性
（2）铁块可以制成铁丝或铁片 ）
铁具有延展性
（3）油罐车行驶时罐内石油振荡产生静电，易 ）油罐车行驶时罐内石油振荡产生静电， 发生火险，因此， 发生火险，因此，车尾有一条拖地的铁链
合金 球墨铸铁 主要成分 铁、碳、 硅、锰 主要性能 机械强度好 主要用途 在某些场合 可以代替钢
锰钢
铁、碳、锰
不锈钢
铁、铬、镍
钢轨、 钢轨、挖掘机 韧性好、 韧性好、 铲斗、 铲斗、坦克装 硬度大 甲、自行车架 医疗器械、 医疗器械、饮 容器、 抗腐蚀性好 具、容器、反 应釜
合金 黄铜
主要成分 铜、锌
目前已制得的纯金属只有90余种， 目前已制得的纯金属只有90余种， 90余种 但由这些纯金属按一定组成和质量比 制得的合金已达几千种。 制得的合金已达几千种。
在日常生活、 在日常生活、 高 工农业生产和科 学研究中，大量 学研究中， 使用的常常不是 切 削 纯金属， 纯金属，而是他 刀 们的合金。 们的合金。 具 速 工 具 钢
深化结论 质疑解疑
么 性 质 属 材 料 需 要 具 有 什 用 来 铸 造 硬 币 的 金
资源丰富
无毒性 耐磨耐腐蚀 美观、易加工 美观、
联系实际 引出合金
制造飞机的材料中为什么大量使用 铝合金而不用纯铝？ 铝合金而不用纯铝？
合 金 • 定义：两种或两种以上的金属（或金属与非 定义：两种或两种以上的金属（ 金属）熔合而成具有金属特性的物质。 具有金属特性的物质 金属）熔合而成具有金属特性的物质。 • 比较纯金属和合金 合金与组成他们的金属的性质差异： 合金与组成他们的金属的性质差异： –铜与黄铜 合金比其他组分金属的颜色更鲜艳 铜与黄铜 –锡与焊锡 合金的硬度大于组成他们的金属 锡与焊锡 合金的抗腐蚀能力一般强于组成他 –铝与硬铝 铝与硬铝 们的金属 –生铁和钢 合金的熔点低于组成他们的金属 生铁和钢
铝合金用途
金属的一些物理性质
金属在常温下为固体，有金属光泽, 导电性、 金属在常温下为固体，有金属光泽,有导电性、导 固体 热性、延展性、密度较大、熔点较高。 热性、延展性、密度较大、熔点较高。
特性: 特性: 常温下一般为固态（汞为液态） 常温下一般为固态（汞为液态）. 大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色） 大多数呈银白色（铜为紫红色，金为黄色） 纯铁是银白色的，质软，而铁粉则为黑色 纯铁是银白色的，质软，而铁粉则为黑色 银白色的
【实验8-2】将绿豆大的焊锡、锡和铅放置 实验 】将绿豆大的焊锡、
在铁片上，加热铁片的中心部分，观察， 在铁片上，加热铁片的中心部分，观察，比较焊 锡和组成它的纯金属锡、 锡和组成它的纯金属锡、铅的熔化温度
焊锡
现象
锡 铅
焊锡最先熔化， 焊锡最先熔化， 锡次之， 锡次之，铅最后熔化 结论 合金和组成它的 纯金属熔点不同
为什么菜刀、镰刀、 1 . 为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用 铅制？ 铅制？ 铁比铅的硬度大，且铅有毒. 银的导电性比铜好， 2 . 银的导电性比铜好，为什么电线一般用铜 制而不用银制？ 制而不用银制？ 银的成本比铜高 为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？ 3 . 为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制？如 果用锡制的话，可能会出现什么情况？ 果用锡制的话，可能会出现什么情况？
课题一、 课题一、金属材料
一、金属
1、金属的一些物理性质： 、金属的一些物理性质： 大多数金属为银白色、固体、有光泽、能导电导热、 大多数金属为银白色、固体、有光泽、能导电导热、熔 沸点高、 沸点高、有延展性 2、考虑物质用途时考虑多种因素 、
二、合金
1、 在金属中加热熔合某些金属或非金属 ， 、 在金属中加热熔合某些金属或非金属， 就可以制得合金 2、合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更 、 高，抗腐蚀性能也更好 ） 生铁 （2%~4.3%）硬 度比纯铁硬 铁的合金 纯铁 ）硬度、 钢 （0.03%~2%）硬度、 含碳量不同） （含碳量不同） 抗腐蚀性能增强
钢铁比很多其他金属更易生锈， 钢铁比很多其他金属更易生锈， 可为什么人类使用钢铁比其他金属多？ 可为什么人类使用钢铁比其他金属多？
分析，要从资源、价格、综合性能、 分析，要从资源、价格、综合性能、 外观、 外观、是否便于回收利用等多个角 度去考虑人类用钢铁较多的原因。 度去考虑人类用钢铁较多的原因。 （１）金属元素铁在地壳中的含量仅次于铝， 金属元素铁在地壳中的含量仅次于铝， 资源丰富；（ ；（２ 钢铁的价格比较便宜； 资源丰富；（２）钢铁的价格比较便宜； （３）纯铁可以制成性能各异的各种钢， 纯铁可以制成性能各异的各种钢， 钢铁的性能多种多样，且美观；（ ；（４ 钢铁的性能多种多样，且美观；（４）废钢可 回收。 回收。
一些金属的物理性质的比较
物理性质 钨 熔点/℃ 熔点/℃ 232(低 (高)3410 1535 1083 1064 962 660 232(低) 硬度( 硬度(以金刚 铬 铁 银 铜 金 铝 铅 石的硬度为 4- 2.5- 2.5- 2.5- 21.5(小 10作标准 作标准) 10作标准) (大)9 4-5 2.5-4 2.5-3 2.5-3 2-2.9 1.5(小) 铁 物理性质比较 铜 金 银 铝 锡
主要性能 强度高、 强度高、可塑 性好、 性好、易加 工、耐腐蚀
主要用途 机械零件 仪表 日用品
青铜
铜、锡
强度高、 强度高、可塑 机械零件如 性好、 性好、 轴承和齿轮 耐磨、 耐磨、耐腐蚀 光泽好、 光泽好、耐 钱币、 钱币、代替 磨、耐腐蚀 银做饰品 易加工
白铜
铜、镍
合金 焊锡 硬铝
主要成分 锡、铅 铝、铜、 镁、硅
铁 刃 铜 钺
铁
不 锈 钢
铝的利用要比铜和铁晚得多，那仅仅 铝的利用要比铜和铁晚得多， 100多年前的事情 多年前的事情。 是100多年前的事情。
由于铝的密度小和具有抗腐蚀等优良 性能，现在世界上铝的年产量已超过了铜， 性能，现在世界上铝的年产量已超过了铜， 位于铁之后，居第二位。 位于铁之后，居第二位。
世界铝的年产量仅次于铁，居第二位。 世界铝的年产量仅次于铁，居第二位。铝有较好的延展 包装香烟、 性可制成0.01mm的铝箔，用于包装香烟 糖果；铝的密 0.01mm的铝箔 性可制成0.01mm的铝箔，用于包装香烟、糖果；铝的密 度小和具有抗腐蚀等优良性能 铝及其合金在电线电缆 等优良性能， 度小和具有抗腐蚀等优良性能，铝及其合金在电线电缆 工业、飞机、汽车等制造业有广泛的用途 工业、飞机、汽车等制造业有广泛的用途
金属之最
人体中含量最高的金属元素── 人体中含量最高的金属元素──钙 ──钙 目前世界年产量最高的金属── ──铁 目前世界年产量最高的金属──铁 地壳中含量最高的金属── ──铝 地壳中含量最高的金属──铝 导电、导热性最好的金属── ──银 导电、导热性最好的金属──银 硬度最高的金属── ──铬 硬度最高的金属──铬 熔点最高的金属── ──钨 熔点最高的金属──钨 熔点最低的金属── ──汞 熔点最低的金属──汞 密度最大的金属── ──锇 密度最大的金属──锇 密度最小的金属── ──锂 密度最小的金属──锂