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第三章 铁 金属材料
第二节 金属材料
3. 2. 1 铁合金 新型合金
学习目标
1、结合生活中对常见合金的优良性能的认识经验，阅读教材中合金的结构介绍，了解合金的概念，并能联系纯金属与合金的微观结构解释二者性能的差异。
2、以铁合金、铝合金为例，能从元素组成上对合金进行分类，并认识不同类型金属材料组成、性能与应用的联系，强化性能决定用途的观念。
3、了解储氢合金、钛合金等新型合金，感受化学科学对创造更多新材料以满足人类生活需要和促进科技发展的重要作用。
发展历史
青铜器时代
铁器时代
旧石器时代
多元材料时代
金属的物理通性
1、大多数金属呈银白色，而铜为紫红色，金为黄色，有金属光泽；常温下，金属除汞(水银)为液态外，其余均为固态
2、密度、硬度、熔点差别大
3、导电性、导热性一般较强
4、有良好的延展性
金【Au】
铜【Cu】
汞【Hg】
金属的分类
钢芯镀镍
铝合金
钢芯镀铜
你知道这些硬币的材料有什么不一样么？
1、合金的概念：两种或两种以上的金属(或金属跟非金属)加热熔合而成的具有金属特性的物质
认识合金
③ 合金一定是 ；
① 合金熔合的过程是 变化过程；
物理
② 合金中元素以 形式存在；
单质
混合物
④ 合金中至少含有 金属，可能含有非金属。
一种
纯金属
合金
94种
2400多种
⑤ 金属材料
1、下列物质不属于合金的是（ ）
A. 明矾
B. 硬铝
C. 生铁
D. 青铜
A
KAl(SO4)2 · 12H2O
Al、Cu、Mg、Mn、Si
Fe、C
Cu、Sn
2、合金的形成条件
③ 活泼非金属与活泼金属不能形成合金
金属Na在空气中很快被氧化
铁丝在Cl2中燃烧
是不是任意两种金属都能够形成合金呢？
① 一种金属的熔点不能高于另一种金属的沸点
② 金属与部分不活泼非金属(C、Si)可以形成合金
1、根据下表数据判断，下列哪组物质不能形成合金（ ）
金属 Na Mg Al Fe
熔点/℃ 97.5 649 660 1535
沸点/℃ 883 1090 2467 2750
Fe - Al B. Na - Al C. Na - Fe D. Mg - Al
C
铝合金
铁合金
钛合金
生活中，我们使用的金属材料更多的是纯金属还是合金？
3、合金的性质
（1）物理性质：
① 硬度：合金的硬度一般比其成分金属的硬度 ；
大
低
② 熔点：合金的熔点一般比其成分金属的熔点 。
③ 导电性、导热性低于任一组分金属
（2）化学性质：部分合金增强了其抗腐蚀能力
黄铜
纯铜
保险丝
（熔点：70℃）
12.5% 锡 232.1℃
50% 铋 271.4℃
25% 铅 327.7℃
12.5% 镉 320.9℃
硬度
合金中加入其它元素原子大小不一，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层每层之间相对滑动变得困难
纯金属中只有一种金属原子，排列很整齐，受力时金属原子间比较容易发生相对滑动
合金 ＞ 纯金属
纯金属内原子的排列十分规整
合金内原子层之间的相对滑动变得困难
掺杂其他原子形成合金
熔点
合金 ＜ 纯金属
合金中加入其它元素原子大小不一，使得合金内部原子间间隙增大，减小了原子间的相互作用力，这是导致合金熔点低于成分金属的原因之一
掺杂其他原子形成合金
结构
性质
决定
反映
★ 合金的物理性质通常不同于它的成分金属！
合金的化学性质通常相同于它的成分金属！
生铁(铁碳合金，含碳量2%～4.3%)
硬度大、抗压、性脆、可以铸造成型，用于制造机座、管道等
钢(铁碳合金，含碳量0.03%～2%)
良好的延展性、机械性能好，可以锻轧和铸造，用于制造机械和交通工具等
合金钢
(特种钢)
低碳钢
中碳钢
高碳钢
碳素钢
含碳量越高，硬度越大，韧性越差
铁合金
1、组成：指铁(含量高)与其他金属或非金属熔合而成的一类合金
2、分类：
铁合金
含碳量不同
超级钢
钨钢、锰钢、不锈钢
合金的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
结构
性质
决定
反映
用途
决定
反映
不锈钢炊具
不锈钢医疗器材
合金钢的用途
钛合金
形状记忆合金
耐热合金
储氢合金
能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料
外力下产生变形，去掉后在一定温度下，能恢复原来的形状
组织细密，强度高，韧性大的铁合金
比强度高、耐腐蚀性好、耐热性高等特点
新型合金
记忆合金，即镍钛合金。把记忆合金进行加热，它将形成一定的形态。冷却后，任意揉皱，或使它弯曲，再加热后，它又恢复成原状。广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域形状记忆合金月球上使用形状记忆合金天线 ，实现月、地之间的信息沟通形状记忆合金制成的“蝴蝶”，可模仿肌肉的收缩形状记忆合金制成移动跳跃的机器人形状记忆合金
1、（2021 · 河北）“灌钢法”是我国古代劳动人民对钢铁冶炼技术的重大贡献，陶弘景在其《本草经集注》中提到“钢铁是杂炼生鍒作刀镰者”。“灌钢法”主要是将生铁和熟铁(含碳量约0.1%)混合加热，生铁熔化灌入熟铁，再锻打成钢。下列说法错误的是（ ）
A. 钢是以铁为主的含碳合金
B. 钢的含碳量越高，硬度和脆性越大
C. 生铁由于含碳量高，熔点比熟铁高
D. 冶炼铁的原料之一赤铁矿的主要成分为Fe2O3
C

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