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第八單元 金屬和金屬材料
課題1 金屬材料
第2課時 合金
自學思考
1. 什么是合金
2. 知道合金與純金屬相比在性能上更具優越性；
3. 知道生鐵和鋼等重要合金，知道合金比純金屬具有更廣泛的用途。
生活中，用得最多的不是純金屬而是合金
什么是合金？
合金：在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬而制得的具有金屬特征的物質。
一、合金
金屬+金屬（一種或幾種）
金屬+非金屬（一種或幾種）
合金是指在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬制得的具有金屬特征的混合物。
至少含有一種金屬
合金中一定含有 元素，可能含有 元素。
金屬
非金屬
氧化銅是不是合金？
四氧化三鐵呢？
硫酸銅呢？
合金是混合物，不是純凈物（化合物）
工業采用加熱融合法制合金，合金的形成需要先熔化，金屬必須都是液態才能制成合金，也稱為共熔。一種液態，一種氣態的兩種金屬不能共熔，不能轉化成合金。下表是幾種金屬的熔點和沸點。
Fe Cu Mn Na
熔點/℃ 1535 1083 1246 97.5
沸點/℃ 3000 2595 2061 883
合金的制備
你認為能形成合金的有哪幾種組合？
思考
實驗8-1 比較合金和純金屬的外觀與硬度
性質比較 現象 黃銅 銅 硬鋁 鋁
光澤 顏色 有光澤 黃色 有光澤 紫紅色 有光澤 銀白色 有光澤
銀白色
硬度 黃銅比銅硬度大 硬鋁比鋁硬度大 結論 合金與組分金屬的物理性質有差異，一般合金的硬度大于其組分金屬的硬度 二、合金的性質
性質比較 現象 黃銅 銅 硬鋁 鋁
光澤 顏色 有光澤 黃色 有光澤 紫紅色 有光澤 銀白色 有光澤
銀白色
硬度 黃銅比銅硬度大 硬鋁比鋁硬度大 結論 合金與組分金屬的物理性質有差異，一般合金的硬度大于其組分金屬的硬度 實驗8-1 比較合金和純金屬的外觀與硬度
討論：
純金屬 合金 鉛 鎘 鉍 錫 焊錫 伍德合金
熔點/℃ 327 321 271 232 183 70
啟示 合金的熔點低于它的成分金屬 與組成它們的純金屬相比
與組成它們的純金屬相比
合金的性能
強度和硬度更高
抗腐蝕性更強
熔點低
兩增
一降
（1）合金的硬度一般大于組成它的金屬
（2）合金的熔點一般低于組成它的金屬
（3）合金的抗腐蝕性能一般強于組成它的金屬
二、合金的性質
1.生鐵是鐵的一種合金，生鐵的含碳量為2% ～ 4.3%，還含有硅、錳及少量的硫和磷等。
鐵合金
三、認識常見的合金及其成分和用途
建筑用鋼材和自行車鋼材車架
2.鋼的含碳量為0.03% ～ 2%。鋼是鐵的另一種合金。
錳鋼
不銹鋼
鋼
銅合金
合金 主要成分 主要性能 主要用途
黃銅 銅、鋅 強度高、可塑性好、易加工、耐腐蝕 機械零件、儀表、日用品
青銅 銅、錫 強度高、可塑性好、耐磨、耐腐蝕 機械零件如軸承、齒輪等
白銅 銅、鎳 光澤好、耐磨、耐腐蝕、易加工 錢幣、代替銀做飾品
鋁合金
合金 主要成分 主要性能 主要用途
硬鋁 鋁、銅、鎂、硅 強度和硬度高 火箭、飛機、輪船等制造業
鈦合金——21世紀重要的金屬材料
“相容性”
耐高溫
密度小、抗腐蝕性能好
合金具廣泛的用途
合金 主要成分 主要性能 主要用途
不銹鋼 鐵、鉻、鎳 抗腐蝕性好 醫療器械、炊具、容器、反應釜
錳鋼 鐵、錳、碳 韌性好、硬度大 鋼軌、挖掘機鏟斗、坦克裝甲、自行車架
黃銅 銅、鋅 強度高、可塑性好易加工、耐腐蝕 機器零件、儀表、日用品
青銅 銅、錫 強度高、可塑性好耐磨、耐腐蝕 機器零件如軸承、齒輪等
白銅 銅、鎳 光澤好、耐磨、耐腐蝕、易加工 錢幣、代替銀做飾品
焊錫 錫、鉛 熔點低 焊接金屬
硬鋁 鋁、銅、鎂、硅 強度和硬度好 火箭、飛機、輪船等制造業
18K黃金 金、銀、銅 光澤好、耐磨、易加工 金飾品、錢幣、電子元件
表8-2 一些常見合金的主要成分、性能和用途
新型合金——形狀記憶合金
形狀記憶合金（shape memory alloy）在臨床醫療領域內有著廣泛的應用，例如人造骨骼、傷骨固定加壓器、牙科正畸器、各類腔內支架、栓塞器、心臟修補器、血栓過濾器、介入導絲和手術縫合線等等，記憶合金在現代醫療中正扮演著不可替代的角色。
加熱會變直的勺子
淬火增加鋼材的硬度，降低了鋼材的韌性
回火增加鋼材的韌性，降低硬度
建構體系
鐵合金：主要包括生鐵和鋼，它們的含碳量不同
鋁合金：鋁中加入鎂、銅等金屬形成的合金
銅合金：黃銅是銅、鋅的合金，青銅是銅、錫的合金，白銅是銅、鎳的合金
鈦和鈦合金：優異的耐腐蝕性，被認為是21世紀的重要金屬材料
概念
合
金
特性
幾種常見合金
一低：合金的熔點比組成它們的純金屬的熔點低
二高：合金的強度和硬度一般比組成它們的純金屬更高
二更好：機械加工性能更好，抗腐蝕性能更好
鞏固練習
1．合金在生產與生活中有廣泛的應用。下列物質不屬于合金的是(　　 )
A．鋼 B．氧化銅 C．白銅 D．硬鋁
E. 金剛石
B.E
2.青銅是人類最早使用的銅錫合金。下列說法中錯誤的是( )
青銅屬于金屬材料
B. 青銅的硬度比純銅更大
C. 青銅的熔點比純銅的熔點要低
D. 銅是目前世界年產量最高的金屬
D
3. 合金由于其優良的性能在生產、生活中得到了廣泛的使用。下列關于合金及純金屬的各項比較中，不正確的是(　　)
A．強度：硬鋁＞鋁
B．抗腐蝕能力：不銹鋼＞純鐵
C．硬度：純銅＞黃銅
D．熔點：純錫＞伍德合金
C
4.下列有關合金的說法正確的是(　　)
A. 合金中一定只含有金屬元素
B. 合金具有金屬特征
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優于組成它的純金屬
B
5.載人飛船的返回艙經過大氣層時，經受住了一千多度的高溫考驗，最終成功返回地面。下列說法錯誤的是（ ）
A．太陽翼可將太陽能轉化為電能
B．飛船大量使用密度較小的合金材料，能減輕船體質量
C．返回艙表面所用的材料具有熔點高、強度大等特點
D．天線材料采用了鈦鎳合金，它不具有導電性
D
6．建造航母的材料有一種可防魚雷攻擊的鎳、鉻、鈦合金鋼，也叫特種鋼。下列有關說法不正確的是( )
A.特種鋼、生鐵都是合金，但性能不同
B.特種鋼的硬度比鐵大、熔點比鐵高
C.特種鋼中金屬保持各自的化學性質
D.特種鋼的抗腐蝕性能比鐵強
B
7．觀察黃銅和銅片的光澤和顏色，并按如圖2－1所示方法互相刻畫，下列有關說法錯誤的是(　　)
A．黃銅和銅片都有金屬光澤
B．黃銅是黃色，銅是紫紅色
C．被留下痕跡的是銅片
D．實驗說明銅片的硬度大于黃銅
D
8．鐵合金有兩種，分別是________和________；與人體有很好的“相容性”的合金是________；合金與其組分金屬比，一般硬度更________、熔點更________。
生鐵
鋼
鈦合金
大
低

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