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第八单元 金属和金属材料
课题1 金属材料
第2课时 合金
自学思考
1. 什么是合金
2. 知道合金与纯金属相比在性能上更具优越性；
3. 知道生铁和钢等重要合金，知道合金比纯金属具有更广泛的用途。
生活中，用得最多的不是纯金属而是合金
什么是合金？
合金：在金属中加热熔合某些金属或非金属而制得的具有金属特征的物质。
一、合金
金属+金属（一种或几种）
金属+非金属（一种或几种）
合金是指在金属中加热熔合某些金属或非金属制得的具有金属特征的混合物。
至少含有一种金属
合金中一定含有 元素，可能含有 元素。
金属
非金属
氧化铜是不是合金？
四氧化三铁呢？
硫酸铜呢？
合金是混合物，不是纯净物（化合物）
工业采用加热融合法制合金，合金的形成需要先熔化，金属必须都是液态才能制成合金，也称为共熔。一种液态，一种气态的两种金属不能共熔，不能转化成合金。下表是几种金属的熔点和沸点。
Fe Cu Mn Na
熔点/℃ 1535 1083 1246 97.5
沸点/℃ 3000 2595 2061 883
合金的制备
你认为能形成合金的有哪几种组合？
思考
实验8-1 比较合金和纯金属的外观与硬度
性质比较 现象 黄铜 铜 硬铝 铝
光泽 颜色 有光泽 黄色 有光泽 紫红色 有光泽 银白色 有光泽
银白色
硬度 黄铜比铜硬度大 硬铝比铝硬度大 结论 合金与组分金属的物理性质有差异，一般合金的硬度大于其组分金属的硬度 二、合金的性质
性质比较 现象 黄铜 铜 硬铝 铝
光泽 颜色 有光泽 黄色 有光泽 紫红色 有光泽 银白色 有光泽
银白色
硬度 黄铜比铜硬度大 硬铝比铝硬度大 结论 合金与组分金属的物理性质有差异，一般合金的硬度大于其组分金属的硬度 实验8-1 比较合金和纯金属的外观与硬度
讨论：
纯金属 合金 铅 镉 铋 锡 焊锡 伍德合金
熔点/℃ 327 321 271 232 183 70
启示 合金的熔点低于它的成分金属 与组成它们的纯金属相比
与组成它们的纯金属相比
合金的性能
强度和硬度更高
抗腐蚀性更强
熔点低
两增
一降
（1）合金的硬度一般大于组成它的金属
（2）合金的熔点一般低于组成它的金属
（3）合金的抗腐蚀性能一般强于组成它的金属
二、合金的性质
1.生铁是铁的一种合金，生铁的含碳量为2% ～ 4.3%，还含有硅、锰及少量的硫和磷等。
铁合金
三、认识常见的合金及其成分和用途
建筑用钢材和自行车钢材车架
2.钢的含碳量为0.03% ～ 2%。钢是铁的另一种合金。
锰钢
不锈钢
钢
铜合金
合金 主要成分 主要性能 主要用途
黄铜 铜、锌 强度高、可塑性好、易加工、耐腐蚀 机械零件、仪表、日用品
青铜 铜、锡 强度高、可塑性好、耐磨、耐腐蚀 机械零件如轴承、齿轮等
白铜 铜、镍 光泽好、耐磨、耐腐蚀、易加工 钱币、代替银做饰品
铝合金
合金 主要成分 主要性能 主要用途
硬铝 铝、铜、镁、硅 强度和硬度高 火箭、飞机、轮船等制造业
钛合金——21世纪重要的金属材料
“相容性”
耐高温
密度小、抗腐蚀性能好
合金具广泛的用途
合金 主要成分 主要性能 主要用途
不锈钢 铁、铬、镍 抗腐蚀性好 医疗器械、炊具、容器、反应釜
锰钢 铁、锰、碳 韧性好、硬度大 钢轨、挖掘机铲斗、坦克装甲、自行车架
黄铜 铜、锌 强度高、可塑性好易加工、耐腐蚀 机器零件、仪表、日用品
青铜 铜、锡 强度高、可塑性好耐磨、耐腐蚀 机器零件如轴承、齿轮等
白铜 铜、镍 光泽好、耐磨、耐腐蚀、易加工 钱币、代替银做饰品
焊锡 锡、铅 熔点低 焊接金属
硬铝 铝、铜、镁、硅 强度和硬度好 火箭、飞机、轮船等制造业
18K黄金 金、银、铜 光泽好、耐磨、易加工 金饰品、钱币、电子元件
表8-2 一些常见合金的主要成分、性能和用途
新型合金——形状记忆合金
形状记忆合金（shape memory alloy）在临床医疗领域内有着广泛的应用，例如人造骨骼、伤骨固定加压器、牙科正畸器、各类腔内支架、栓塞器、心脏修补器、血栓过滤器、介入导丝和手术缝合线等等，记忆合金在现代医疗中正扮演着不可替代的角色。
加热会变直的勺子
淬火增加钢材的硬度，降低了钢材的韧性
回火增加钢材的韧性，降低硬度
建构体系
铁合金：主要包括生铁和钢，它们的含碳量不同
铝合金：铝中加入镁、铜等金属形成的合金
铜合金：黄铜是铜、锌的合金，青铜是铜、锡的合金，白铜是铜、镍的合金
钛和钛合金：优异的耐腐蚀性，被认为是21世纪的重要金属材料
概念
合
金
特性
几种常见合金
一低：合金的熔点比组成它们的纯金属的熔点低
二高：合金的强度和硬度一般比组成它们的纯金属更高
二更好：机械加工性能更好，抗腐蚀性能更好
巩固练习
1．合金在生产与生活中有广泛的应用。下列物质不属于合金的是(　　 )
A．钢 B．氧化铜 C．白铜 D．硬铝
E. 金刚石
B.E
2.青铜是人类最早使用的铜锡合金。下列说法中错误的是( )
青铜属于金属材料
B. 青铜的硬度比纯铜更大
C. 青铜的熔点比纯铜的熔点要低
D. 铜是目前世界年产量最高的金属
D
3. 合金由于其优良的性能在生产、生活中得到了广泛的使用。下列关于合金及纯金属的各项比较中，不正确的是(　　)
A．强度：硬铝＞铝
B．抗腐蚀能力：不锈钢＞纯铁
C．硬度：纯铜＞黄铜
D．熔点：纯锡＞伍德合金
C
4.下列有关合金的说法正确的是(　　)
A. 合金中一定只含有金属元素
B. 合金具有金属特征
C. 合金中的元素以化合物的形式存在
D. 合金的所有性能一定优于组成它的纯金属
B
5.载人飞船的返回舱经过大气层时，经受住了一千多度的高温考验，最终成功返回地面。下列说法错误的是（ ）
A．太阳翼可将太阳能转化为电能
B．飞船大量使用密度较小的合金材料，能减轻船体质量
C．返回舱表面所用的材料具有熔点高、强度大等特点
D．天线材料采用了钛镍合金，它不具有导电性
D
6．建造航母的材料有一种可防鱼雷攻击的镍、铬、钛合金钢，也叫特种钢。下列有关说法不正确的是( )
A.特种钢、生铁都是合金，但性能不同
B.特种钢的硬度比铁大、熔点比铁高
C.特种钢中金属保持各自的化学性质
D.特种钢的抗腐蚀性能比铁强
B
7．观察黄铜和铜片的光泽和颜色，并按如图2－1所示方法互相刻画，下列有关说法错误的是(　　)
A．黄铜和铜片都有金属光泽
B．黄铜是黄色，铜是紫红色
C．被留下痕迹的是铜片
D．实验说明铜片的硬度大于黄铜
D
8．铁合金有两种，分别是________和________；与人体有很好的“相容性”的合金是________；合金与其组分金属比，一般硬度更________、熔点更________。
生铁
钢
钛合金
大
低

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