高中化學必修一部編鐵合金課件

主講老師：劉老師第三章

鐵金屬材料

3.2.1鐵的合金第二節(jié)金屬材料學業(yè)要求核心素養(yǎng)對接1.了解合金的含義及特性。2.認識常見合金的重要應用。3.掌握物質(zhì)的量在化學方程式中的應用。能利用金屬的性質(zhì)、正確選用金屬材料，以培養(yǎng)學生創(chuàng)新意識素養(yǎng)水平。情景導入人類使用材料的進化順序材料的分類石器時代銅器時代鐵器時代材料金屬材料非金屬材料合成高分子材料智能材料合金材料純金屬功能高分子材料分離膜傳感膜熱電膜仿生材料隱形材料液晶材料合成材料它們是純金屬做的嗎？①通過熔合而成②由兩種或兩種以上金屬(或金屬與非金屬)③耐腐蝕④耐高溫⑤具有金屬特性⑥鑄造性能好提高紅熱時的硬度和耐磨性；在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，我們很少使用純金屬，而主要使用合金。Cu-Al合金 C.常見合金的硬度會比其成分金屬大，（1）解釋合金比純金屬硬度大更堅硬的原因。第三章鐵金屬材料幾種常見合金鋼的主要特性和用途生活中用到的金屬材料是純金屬較多還是合金較多？韌性、焊接性好，但強度低，用于制鋼板、鋼絲、鋼管等幾種常見合金鋼的主要特性和用途鋼鐵的生銹與什么有關(guān)？鐵銹的主要成分是什么？硬鋁（Cu、Mn、Si）的強度和硬度都比純鋁大。不銹鋼中添加的元素主要是Ni和Cr，Cr是防氧化元素，使不銹鋼表面形成一層致密的氧化物保護膜，防止內(nèi)部的Fe與外界物質(zhì)接觸；硬度大、抗壓、性脆、可以鑄造成型，是制造機座、管道的重要材料4）合金的性能可以通過所添加的合金元素的種類、含量和生成合金的條件等來加以調(diào)節(jié)。硅鋼從對合金成分及性能的分析，你能得出什么結(jié)論？在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，我們很少使用純金屬，而主要使用合金。鋁合金鍋鈦合金羽毛球拍鎳合金門鎖鋼鐵材料鋁合金輪轂鉑合金首飾

在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中，我們很少使用純金屬，而主要使用合金。

由兩種或兩種以上的金屬（或金屬跟非金屬）熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。合金的優(yōu)良性能：合金：硬度大于其純金屬成分熔點低于其純金屬成分⑤合金不一定是固態(tài)，如用作原子反應堆導熱劑的鈉—鉀合金，常溫下為液態(tài)。(4)生鐵中的鐵與純鐵的化學性質(zhì)不同。如果放在海水中，因為含雜質(zhì)，所以會形成原電池。Cu-Al合金 C.純金屬只有一種金屬原子，排列很整齊生活中用到的金屬材料是純金屬較多還是合金較多？增強高溫時的抗氧化性等合金中有多種原子，且原子的大小不同，原子排列不規(guī)則微觀上原子的排列不同，導致了宏觀上金屬材料的性能不同韌性、焊接性好，但強度低，用于制鋼板、鋼絲、鋼管等第三章鐵金屬材料微觀上原子的排列不同，導致了宏觀上金屬材料的性能不同提高高溫時的強度和硬度；鋼鐵的生銹與什么有關(guān)？鐵銹的主要成分是什么？了解合金的含義及特性。不銹鋼的“不銹”是相對的，是與使用條件有關(guān)的。具有各種不同的優(yōu)良性能，用于制不銹鋼及各種特種鋼硬鋁（Cu、Mn、Si）的強度和硬度都比純鋁大。生活中常見的醫(yī)療器材、廚房用具和餐具等，很多都是用不銹鋼制造的；解析根據(jù)合金的定義，必須符合①②⑤，而其他性能是通過調(diào)整合金的成分及制造工藝等來改變的。錳合金是由兩種或兩種以上的金屬或金屬與非金屬熔合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。金屬材料純金屬合金80多種幾千種生活中用到的金屬材料是純金屬較多還是合金較多？合金多為什么？合金的性能一般比純金屬更優(yōu)良常見合金的硬度會比其成分金屬大，合金的熔點一般比成分金屬低。一、金屬材料純金屬只有一種金屬原子，排列很整齊合金中有多種原子，且原子的大小不同，原子排列不規(guī)則摻雜其他原子形成合金微觀上原子的排列不同，導致了宏觀上金屬材料的性能不同（1）解釋合金比純金屬硬度大更堅硬的原因。在純金屬內(nèi)，所有原子的大小和形狀都是相同的，原子的排列十分規(guī)整。而合金內(nèi)加入其他元素的原子大小不一，改變了金屬原子有規(guī)則的層狀排列，使原子層與層之間相對滑動變得困難。純金屬只有一種金屬原子，排列很整齊合金中有多種原子，且原子的大小不同，原子排列不規(guī)則摻雜其他原子形成合金微觀上原子的排列不同，導致了宏觀上金屬材料的性能不同（2）解釋合金熔點為什么一般比各成分熔點低？提示：原子之間吸引力減弱在純金屬內(nèi)，所有的原子大小相同，排列十分規(guī)整。而合金內(nèi)原子的大小不一，排列沒有純金屬那樣整齊，使得原子之間的相互作用力減小。所以，多數(shù)合金的熔點一般比各成分金屬的低。注意：①合金中一定含有金屬元素②合金中也可能含有非金屬元素③合金一定是混合物④合金中成分的含量影響合金的性質(zhì)。鐵鎳合金硅鐵合金各種合金鋼⑤合金不一定是固態(tài)，如用作原子反應堆導熱劑的鈉—鉀合金，常溫下為液態(tài)。

合金的物理性質(zhì)：1）一般情況下，合金比純金屬硬度大2）多數(shù)合金的熔點一般比各成分金屬的低3）一般來說，合金的性質(zhì)并不是各成分的性質(zhì)的總和，合金具有優(yōu)良的物理、化學或機械的性能4）合金的性能可以通過所添加的合金元素的種類、含量和生成合金的條件等來加以調(diào)節(jié)。如：生鐵的熔點比純鐵的低；硬鋁（Cu、Mn、Si）的強度和硬度都比純鋁大。鋼碳素鋼（鐵和碳的合金）合金鋼（在碳素鋼中加入鉻、錳、鎢、鎳、鉬、鈷、硅等合金元素）低碳鋼含碳量低于0.3%中碳鋼含碳量為0.3%~0.6%高碳鋼含碳量高于0.6%韌性、焊接性好，但強度低，用于制鋼板、鋼絲、鋼管等強度高，韌性及加工性好，用于制鋼軌、車輪和建材等硬而脆，熱處理后彈性好，用于制器械、彈簧、刀具等具有各種不同的優(yōu)良性能，用于制不銹鋼及各種特種鋼各種合金鋼名稱

主要合金元素

主要特征

主要用途錳鋼

錳韌性好、硬度大鋼軌、軸承、挖掘機鏟斗、坦克裝甲不銹鋼

鉻、鎳抗腐蝕性好醫(yī)療器械、容器、炊具

硅鋼

硅導磁性好變壓器、發(fā)電機和電動機中的鐵芯

鎢鋼

鎢耐高溫、硬度大刀具幾種常見合金鋼的主要特性和用途合金元素主要作用鉻（Cr）增強耐磨性和抗氧化性；增強高溫強度；提高高碳鋼的耐磨性等錳（Mn）防止硫引起的脆性；增強鋼的強度和韌性等鉬（Mo）降低脆性；增強高溫強度；提高紅熱時的硬度和耐磨性等鎢（W）提高高溫時的強度和硬度；增強工具鋼的耐磨性等鉆（Co）提高紅熱時的硬度和耐磨性；用于制造磁性合金等鎳（Ni）增強低溫時的韌性；改變高鉻鋼的內(nèi)部結(jié)構(gòu)等硅（Si）提高低合金鋼的強度和硬度；增強高溫時的抗氧化性等鋼中合金元素的主要作用從對合金成分及性能的分析，你能得出什么結(jié)論？

使用不同的原料，改變原料的配比，變更制造合金的工藝等，可以制得具有不同性能的合金，從而可以滿足生產(chǎn)及科研工作的不同用途和要求。不銹鋼是最常見的一種合金鋼，它的合金元素主要是鉻(Cr)和鎳(Ni)。常用的不銹鋼中含Cr18%、含Ni8%。不銹鋼餐具不銹鋼在大氣中比較穩(wěn)定，不容易生銹，具有很強的抗腐蝕能力。生活中常見的醫(yī)療器材、廚房用具和餐具等，很多都是用不銹鋼制造的；有些地鐵列車的車體材質(zhì)也是不銹鋼。知識拓展1.鋼鐵的生銹與什么有關(guān)？鐵銹的主要成分是什么？2.不銹鋼不與酸、堿、鹽反應的原因是什么？

3.某些情況下（如海水中），不銹鋼仍會生銹，為什么？

鋼鐵的生銹是鋼鐵中的鐵與空氣中的氧氣、水蒸氣作用的結(jié)果，生成的鐵銹有吸附作用，且鐵、碳構(gòu)成原電池，加快了鋼鐵的生銹。鐵銹的主要成分是Fe2O3-nH2O。不銹鋼中添加的元素主要是Ni和Cr，Cr是防氧化元素，使不銹鋼表面形成一層致密的氧化物保護膜，防止內(nèi)部的Fe與外界物質(zhì)接觸；Ni是防腐蝕元素，使不銹鋼在多種酸、堿、鹽溶液中也能具有很好的化學穩(wěn)定性和耐腐蝕性。如果放在海水中，因為含雜質(zhì)，所以會形成原電池。海水中的氯離子會使這種不銹鋼發(fā)生腐蝕。不銹鋼的“不銹”是相對的，是與使用條件有關(guān)的。練習1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。(1)人類歷史上使用最早的合金是青銅。(

)(2)合金中只存在金屬元素，不可能有非金屬元素。(

)(3)生鐵的熔點比鐵低，但機械強度和硬度比鐵高。(

)(4)生鐵中的鐵與純鐵的化學性質(zhì)不同。(

)√×√×2.所謂合金，必須是①通過熔合而成②由兩種或兩種以上金屬(或金屬與非金屬)

③耐腐蝕④耐高溫⑤具有金屬特性⑥鑄造性能好A.①②④ B.①②③④⑤⑥C.①②⑤ D.②③⑤√解析根據(jù)合金的定義，必須符合①②⑤，而其他性能是通過調(diào)整合金的成分及制造工藝等來改變的。練習3.工業(yè)生產(chǎn)中，常將兩種或多種金屬(或金屬與非金屬)在同一容器中加熱使其熔合，冷凝后得到具有金屬特性的熔合物——合金。這是制取合金的常用方法。僅根據(jù)下表數(shù)據(jù)判斷，不宜用上述方法制取的合金是(

)

A.Fe-Cu合金

B.Cu-Al合金

C.Al-Na合金

D.Cu-Na合金D【解析】根據(jù)定義，兩種金屬要“熔合”為合金，則熔合時溫度須保證兩種金屬在一定溫度范圍內(nèi)均為液體狀態(tài)，即一種金屬的熔點不能高于另外一種金屬的沸點。小結(jié)：鐵合金生鐵鋼合金鋼（特種鋼）：不銹鋼碳素鋼低碳鋼中碳鋼高碳鋼硬度大、抗壓、性脆、可以鑄造成型，是制造機座、管道的重要材料①通過熔合而成②由兩種或兩種以上金屬(或金屬與非金屬)③耐腐蝕④耐高溫⑤具有金屬特性⑥鑄造性能好具有各種不同的優(yōu)良性能，用于制不銹鋼及各種特種鋼提高低合金鋼的強度和硬度；1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。不銹鋼中添加的元素主要是Ni和Cr，Cr是防氧化元素，使不銹鋼表面形成一層致密的氧化物保護膜，防止內(nèi)部的Fe與外界物質(zhì)接觸；常見合金的硬度會比其成分金屬大，純金屬只有一種金屬原子，排列很整齊在純金屬內(nèi)，所有的原子大小相同，排列十分規(guī)整。1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。微觀上原子的排列不同，導致了宏觀上金屬材料的性能不同②合金中也可能含有非金屬元素1．判斷正誤(正確的打“√”，錯誤的打“×”)。使用不同的原料，改變原料的配比，變更制造合金的工藝等，可以制得具有不同性能的合金，從而可以滿足生產(chǎn)及科研工作的不同用途和要求。生活中用到的金屬材料是純金屬較多還是合金較多？合金中有多種原子，且原子的大小不同，原子排列不規(guī)則合金的熔點一般比成分金屬低。合金中有多種原子，且原子的大小不同，原子排列不規(guī)則這是制取合金的常用方法。解析根據(jù)合金的定義，必須符合①②⑤，而其他性能是通過調(diào)整合金的成分及制造工藝等來改變的。在純金屬內(nèi)，所有的原子大小相同，排列十分規(guī)整。⑤合金不一定是固態(tài)，如用作原子反應堆導熱劑的鈉—鉀合金，常溫下為液態(tài)。具有各種不同的優(yōu)良性能，用于制不銹鋼及各種特種鋼微觀上原子的排列不同，導致了宏觀上金屬材料的性能不同工業(yè)生產(chǎn)中，常將兩種或多種金屬(或金屬與非金屬)在同一容器中加熱使其熔合，冷凝后得到具有金屬特性的熔合物——合金。提高低合金鋼的強度和硬度；解析根據(jù)合金的定義，必須符合①②⑤，而其他性能是通過調(diào)整合金的成分及制造工藝等來改變的。鋼鐵的生銹與什么有關(guān)？鐵銹的主要成分是什么？合金中有多種原子，且原子的