【化學(xué)】鐵合金 課件 2024-2025學(xué)年高一上學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第一冊(cè)

第二節(jié)金屬材料

第1課時(shí)

鐵合金1.通過宏觀實(shí)驗(yàn)比較純金屬和合金的性質(zhì)差異,再通過對(duì)微觀結(jié)構(gòu)的探析分析產(chǎn)生性質(zhì)差異的原因,建構(gòu)通過調(diào)節(jié)合金元素種類和配比改良金屬材料性能的思維模型，并應(yīng)用于材料的選擇,發(fā)展模型認(rèn)知素養(yǎng)。2.通過對(duì)生活中最常見的不同用途的刀具材料選擇的討論,培養(yǎng)從多角度分析問題、辯證地看待問題的能力。3.通過對(duì)我國(guó)刀劍材料發(fā)展史的了解，感受化學(xué)的學(xué)科價(jià)值,通過現(xiàn)代刀具元素組成、性能與用途的關(guān)聯(lián),強(qiáng)化結(jié)構(gòu)決定性能、性能決定用途的觀念,體會(huì)化學(xué)科學(xué)在人類生活和社會(huì)發(fā)展中所起的關(guān)鍵作用,增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任意識(shí)。素養(yǎng)目標(biāo)教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)、性質(zhì)決定用途的觀念。結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系。2019年1月3日,嫦娥四號(hào)探測(cè)器成功在月球背面軟著陸,玉兔二號(hào)月球車成功對(duì)月球背面進(jìn)行巡視。嫦娥四號(hào)探測(cè)器和玉兔二號(hào)月球車均使用了大量金屬及優(yōu)良的合金材料。你知道這些金屬及合金材料的成分和性能嗎?這些合金是如何制成的?情境引入舊知回顧1、金屬材料純金屬合金2、合金：在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬，就可以制得具有金屬特性的物質(zhì)，叫做合金。物理變化混合物注：合金里至少有一種金屬，其余物質(zhì)可能是一種或多種金屬，也可能是非金屬，或者金屬和非金屬的混合(1)合金的硬度比其成分金屬

，機(jī)械性能一般__

__各成分金屬。(2)合金的熔點(diǎn)一般______它的各成分金屬。3、合金與純金屬的性能差異優(yōu)于

低于

(3)合金的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性低于任一組分金屬。利用合金的這一特性，可制造高電阻和高熱阻材料，制造有特殊性能的材料。(4)有的抗腐蝕能力強(qiáng)(如不銹鋼)，在鐵中摻入15%鉻和9%鎳得到一種耐腐蝕的不銹鋼，適用于化學(xué)工業(yè)。大新知學(xué)習(xí)一、合金新知學(xué)習(xí)

4、純金屬與合金的結(jié)構(gòu)比較摻雜其他原子

形成合金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)則原子之間的相互作用力減小。所以，多數(shù)金屬的熔點(diǎn)一般比各成分金屬的低。

結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)：合金的特征：硬度大于成分金屬,熔點(diǎn)低于其成分金屬。合金的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性一般低于成分金屬合金體現(xiàn)的是各成分金屬的化學(xué)性質(zhì)。（1）誤認(rèn)為合金都是由金屬構(gòu)成的。事實(shí)上，凡是在金屬中加熱熔合某些金屬或非金屬而得到的具有金屬特性的物質(zhì)都是合金；盡管合金的許多性能都優(yōu)于純金屬，但并不是說其所有性能都比純金屬要好，要根據(jù)實(shí)際需要，靈活選擇使用純金屬或合金。5、認(rèn)識(shí)合金的常見誤區(qū)（2）合金不一定是固態(tài)，如用作原子反應(yīng)堆導(dǎo)熱劑的鈉—鉀合金，常溫下為液態(tài)。新知學(xué)習(xí)金屬KFe熔點(diǎn)/℃63.61535沸點(diǎn)/℃7742750鉀的沸點(diǎn)低于鐵的熔點(diǎn)，鐵熔化時(shí)，而鉀已變成氣體

(3)若一種金屬的熔點(diǎn)高于另一金屬的沸點(diǎn)，則二者不能形成合金。新知學(xué)習(xí)一、鐵合金（一）鐵碳合金鋼含碳量0.03%~2%生鐵含碳量2%~4.3%硬度大抗壓性脆可塑性機(jī)械性能好延展性好(二）鋼碳素鋼合金鋼低碳鋼<0.3%中碳鋼0.3%~0.6%高碳鋼>0.6%不銹鋼鋼碳素鋼合金鋼（特種鋼）低碳鋼中碳鋼高碳鋼組成元素Fe和CFe、C、Cr、Mn、W、Ni、Mo、Co、Si含碳量低于0.3%0.3%-0.6%高于0.6%

性能韌性、焊接性好，但強(qiáng)度低強(qiáng)度高、韌性及加工性好硬而脆，熱處理后彈性好種類多，性能差別大用途用于制造鋼板、鋼絲、鋼管等用于制造鋼軌、車輪、建材等用于制造器械、彈簧、刀具等整理與提升思考與討論在碳素鋼中,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(duì)你有什么啟示?與同學(xué)討論。研制新材料合金結(jié)構(gòu)決定合金性質(zhì)決定合金用途反映反映組成元素定量研究定性研究1、合金元素不同，其性能不同2、結(jié)構(gòu)決定性能，性能決定其用途3、改變合金元素來開發(fā)新功能的金屬材料啟示：資料卡片閱讀教材P80測(cè)試工程師和超級(jí)鋼的相關(guān)內(nèi)容

中國(guó)是名副其實(shí)的鋼鐵大國(guó)，但還難以稱之為鋼鐵強(qiáng)國(guó)，一直以來，由于缺乏研發(fā)能力，中國(guó)仍需進(jìn)口大量的高端鋼鐵。不過這個(gè)局面，有了重大轉(zhuǎn)機(jī)。2017年8月，全球頂級(jí)學(xué)術(shù)期刊《科學(xué)》雜志刊文稱：中國(guó)成功研制出了屈服強(qiáng)度高達(dá)2200MPa的“超級(jí)鋼”并實(shí)現(xiàn)了批量生產(chǎn)，這一消息如同重磅炸彈一般在國(guó)際鋼鐵行業(yè)引起了巨大轟動(dòng)。中國(guó)研制出的超級(jí)鋼，完美結(jié)合了最優(yōu)的強(qiáng)度和延展性。這對(duì)于汽車、航空和航天等領(lǐng)域的輕量化發(fā)展具有重要意義，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?？茖W(xué)、技術(shù)、社會(huì)鐵合金用途廣泛，但我國(guó)最早出現(xiàn)的合金是不是鐵合金，而是銅合金——青銅

你知道為什么嗎？古代煉銅場(chǎng)景我國(guó)古代最大的青銅器——司母戊鼎答：銅元素活潑性較低，容易以單質(zhì)形式存在，從化合物中提取出銅的條件低舊知回顧二、銅合金銅合金黃銅：青銅：白銅：含CuZn——耐腐蝕，耐磨，可塑性強(qiáng)，硬度較小。含CuSnPb等——硬而脆，強(qiáng)度大含NiZn（少量Mn）——作飾品等舊知回顧三、金合金24K金和18K金知識(shí)拓展課堂小結(jié)1.下列關(guān)于合金的說法錯(cuò)誤的是()A．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)B．鎂鋁合金的硬度比鎂和鋁都小C．在合金中加入適量的稀土金屬能大大改善合金的性能D．青銅、硬鋁、鋼都是合金練習(xí)與應(yīng)用B2、生鐵的熔點(diǎn)是1100℃～1200℃，則可推斷純鐵的熔點(diǎn)是(

)A．1085℃

B．1160℃

C．1200℃ D．1