【教學(xué)課件】第二節(jié) 金屬材料 參考教案

第二節(jié)金屬材料（第1課時(shí)）第三章鐵金屬材料一、導(dǎo)入新課金屬材料包括純金屬和它們的合金。日常使用的金屬材料，大多屬于合金。這是為什么？鈦合金移動(dòng)門鋁合金落水管一、導(dǎo)入新課合金具有優(yōu)良的物理、化學(xué)和機(jī)械性能，如合金的硬度、熔點(diǎn)不同于其成分金屬，可以滿足不同的需要。為什么合金的性能和純金屬有很大差異？合金的性能與純金屬有很大的差異是因?yàn)樵诩兘饘賰?nèi)加入其他元素形成合金以后，結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化。合金純金屬一、導(dǎo)入新課在純金屬內(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；加入或大或小的其他元素的原子后，改變了金屬原子有規(guī)則的層狀排列，使原子層之間的相對滑動(dòng)變得困難，導(dǎo)致合金的硬度變大。純金屬內(nèi)原子的排列十分規(guī)整純金屬內(nèi)原子的排列十分規(guī)整一、導(dǎo)入新課

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)。因此，盡管目前已經(jīng)制得的純金屬只有80多種，但由這些純金屬（或金屬與非金屬）制得的合金已達(dá)數(shù)千種，大大擴(kuò)展了金屬材料的使用范圍和價(jià)值。純金屬種類含量生成合金的條件二、講授新課由于含碳量不同，鋼和生鐵在性能上有很大差異。硬度大、抗壓、性脆、可以鑄造成型，是制造機(jī)座、管道的重要材料鐵合金生鐵鋼含碳量為2%―4.3%含碳量為0.03%―2%延展性好、機(jī)械性能好、可以鍛軋和鑄造，廣泛用于制造機(jī)械和交通工具鐵合金二、講授新課由于含碳量不同，鋼和生鐵在性能上有很大差異，用途也有很大差別。例如：防盜門是鋼做的，如果是鐵制的就會(huì)邊軟，一碰就碎，還容易生銹。下水井蓋是由生鐵鑄造的防盜門是鋼做的二、講授新課鋼是用量最大、用途最廣的合金，根據(jù)其化學(xué)成分可以分為兩類：碳素鋼和合金鋼。鋼碳素鋼合金鋼鋼二、講授新課碳素鋼低碳鋼中碳鋼韌性、焊接性好，強(qiáng)度低，用于制造鋼板、鐵絲和鋼管等強(qiáng)度高，韌性和加工性好，用于制造鋼軌、車輪和建材等高碳鋼硬而脆，熱處理后彈性好，用于制造器械、彈簧和刀具等含碳量低于0.3%含碳量0.3%~0.6%含碳量高于0.6%鋼——碳素鋼二、講授新課合金鋼也叫特種鋼，是在碳素鋼里適量加入一種或多種合金元素，使鋼的組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。

合金鋼具有各種特殊性能，如強(qiáng)度，硬度大，可塑性、韌性好，耐磨，耐腐蝕等。鋼——合金鋼二、講授新課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(qiáng)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。二、講授新課二、講授新課在碳素鋼中，由于含碳量不同，高碳鋼、中碳鋼和低碳鋼的性能有很大差異；向碳素鋼中加入不同的合金元素，可制得不同性能的合金鋼。這對你有什么啟示？碳素鋼高碳鋼中碳鋼低碳鋼合金鋼含碳量高含碳量中含碳量低加入不同合金二、講授新課啟示1：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)。啟示3：科學(xué)研究需要有熱愛科學(xué)的思想和奉獻(xiàn)科學(xué)的精神。啟示2：科學(xué)研究需要以大量的實(shí)驗(yàn)為依據(jù)，通過實(shí)驗(yàn)研究，研制出具有不同性能的合金材料，制成不同的產(chǎn)品，為生活增添便利。二、講授新課超級鋼2017年8月24日，我國宣布已經(jīng)成功完成某種性能優(yōu)異的超級鋼的研制。

我國研制的這種超級鋼具有優(yōu)異的強(qiáng)度和延展性的結(jié)合。這種超級鋼中含Mn10%、C0.47%、Al2%、V0.7%，這種合金配方低廉，強(qiáng)度很大。

可運(yùn)用于汽車、航空和航天等領(lǐng)域的輕量化發(fā)展，不僅可以節(jié)約材料，還可以降低能源消耗和減少環(huán)境污染等。二、講授新課鋁是地殼中含量最多的金屬元素。鋁是一種活潑金屬，在常溫下就能與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，表面生成一層致密的氧化鋁薄膜。人們?nèi)粘Ｓ玫匿X制品通常都是由鋁合金制造的，其表面總是覆蓋著致密的氧化鋁薄膜，這層膜起著保護(hù)內(nèi)部金屬的作用。鋁二、講授新課鋁制品的表面處理空氣中，鋁的表面自然形成的氧化膜很薄，耐磨性和抗蝕性還不夠強(qiáng)。為了使鋁制品適應(yīng)于不同的用途，常采用化學(xué)方法對鋁的表面進(jìn)行處理，如增加膜的厚度，對氧化膜進(jìn)行著色等。例如，化學(xué)氧化（用鉻酸作氧化劑）可以使氧化膜產(chǎn)生美麗的顏色。二、講授新課在一支試管中加入5mL鹽酸，再向試管中放入一小塊鋁片。觀察現(xiàn)象。過一段時(shí)間后，將點(diǎn)燃的木條放在試管口，你觀察到什么現(xiàn)象？試管內(nèi)有大量的氣泡生成，用燃著的木條放在試管口，有爆鳴聲（說明有氫氣生成）。二、講授新課其中涉及到的化學(xué)方程式有哪些？2Al+6HCl===2AlCl3+3H2↑Al2O3+6HCl===2AlCl3+3H2O二、講授新課在兩支試管中分別加入少量的NaOH溶液，然后向其中一支試管放入一小塊鋁片，向另一支試管中放入用砂紙仔細(xì)打磨過的一小塊鋁片。NaOH溶液NaOH溶液一小塊鋁片砂紙仔細(xì)打磨過的一小塊鋁片二、講授新課過一段時(shí)間后，將點(diǎn)燃的木條分別放在兩支試管口，你觀察到什么現(xiàn)象？可以看到，放入打磨過鋁片的試管中立即產(chǎn)生氣泡；而放入未打磨的鋁片的試管中開始沒有氣泡，一段時(shí)間后才產(chǎn)生氣泡。兩支試管均放出一種可燃性氣體——?dú)錃狻６?、講授新課純鋁的硬度和強(qiáng)度較小，不適合制造機(jī)器零件等。向鋁中加入少量的合金元素，如Cu、Mg、Si、Mn及稀土元素等，可制成鋁合金。鋁合金是目前用途廣泛的合金之一。例如，硬鋁中含Cu4%、Mg0.5%、Mn0.5%、Si0.7%，它的密度小、強(qiáng)度高，具有較強(qiáng)的抗腐蝕能力，是制造飛機(jī)和宇宙飛船的理想材料。三、課堂練習(xí)1.填寫下列橫線生鐵和鋼是含碳量不同的兩種________。_____的含碳量為2%-4.3%，____的含碳量為0.03%-2%。______硬度大、抗壓，性脆、可以鑄造成型，是制造機(jī)座、管道的重要材料；____具有良好的延展性，機(jī)械性能好，可以鍛軋和鑄造，廣泛用于制造機(jī)械和交通工具。

____是地殼中含量最多的金屬元素。鋁是一種活潑金屬，常溫下就能與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，表面生成一層致密的___________。鐵碳合金生鐵鋼生鐵鋁氧化鋁薄膜鋼三、課堂練習(xí)【解析】生鐵和鋼是含碳量不同的兩種鐵碳合金。生鐵的含碳量為2%~4.3%，鋼的含碳量為0.03%~2%。生鐵硬度大、抗壓，性脆、可以鑄造成型，是制造機(jī)座、管道的重要材料；鋼具有良好的延展性，機(jī)械性能好，可以鍛軋和鑄造，廣泛用于制造機(jī)械和交通工具。鋁是地殼中含量最多的金屬元素。鋁是一種活潑金屬，常溫下就能與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)，表面生成一層致密的氧化鋁薄膜。三、課堂練習(xí)2.鐵是人類較早使用的金屬之一。根據(jù)相關(guān)報(bào)道，當(dāng)前已經(jīng)能冶煉出純度較高的鐵。你估計(jì)這種“純鐵”不會(huì)具有的性質(zhì)是()A.硬度比生鐵低B.熔沸點(diǎn)比生鐵高C.能與Fe2(SO4)3溶液反應(yīng)D.不能與鹽酸反應(yīng)D三、課堂練習(xí)【解析】依據(jù)題目描述，可以認(rèn)為“純鐵”為純凈物，與生鐵（合金）相比，硬度小，熔沸點(diǎn)高。同時(shí)它具有單質(zhì)鐵的化學(xué)性質(zhì)，可以和3價(jià)鐵離子反應(yīng)發(fā)生氧化還原反應(yīng)，可以和鹽酸發(fā)生置換反應(yīng)。選項(xiàng)A中，硬度比生鐵低，故A錯(cuò)誤；選項(xiàng)B中，熔沸點(diǎn)比生鐵高，故B錯(cuò)誤；選項(xiàng)C中，能與Fe2(SO4)3溶液反應(yīng)

，故C錯(cuò)誤；選項(xiàng)D中，不能與鹽酸反應(yīng)，故D正確。因此選D。三、課堂練習(xí)3.下列關(guān)于合金的說法中，正確的是（）A．合金的熔點(diǎn)一定比各成分金屬的低

B．在我國使用最早的合金是鋼C．生鐵的含碳量為0.03%-2%D．Al2O3是兩性氧化物D二、講授新課【解析】選項(xiàng)A中，合金的熔點(diǎn)一般比組成合金的各成分金屬低，但不是一定比各成分金屬低，故A錯(cuò)誤；選項(xiàng)B中，我國最早使用的合金是青銅器，故B錯(cuò)誤；選項(xiàng)C中，生鐵和鋼是含碳量不同的兩種鐵碳合金。生鐵的含碳量為2%-4.3%，鋼的含碳量為0.03%-2%，故C錯(cuò)誤；選項(xiàng)D中，像Al2O3這類既能與酸反應(yīng)生成鹽和水，又能與堿反應(yīng)生成鹽和水的氧化物，叫做兩性氧化物，故D正確。因此選D。三、課堂練習(xí)4.只含有下列成分的物質(zhì)一定不是合金的是（）A．Fe、CB．Cu、ZnC．Al、Cu

D．C、Si【解析】合金中至少有一種成分為金屬，其他成分可以是金屬，也可以是非金屬，D選項(xiàng)中的兩種成分都是非金屬，因此選D。D四、課堂小結(jié)金屬材料鐵合金生鐵鋁和鋁合