第三节用途广泛的金属材料在日常生产、生活和科学技术中,金属材料是非常重要的。我们周围的很多物品都中由金属材料制成的。一、金属分类金属按色泽分按密度分按熔点分按使用频率分黑色金属——铁、锰、铬三种有色金属——除“铁、锰、铬”三种外轻金属——密度小于4.5g/cm3——K、Na、Mg、Al等重金属——密度大于4.5g/cm3——Fe、Cu、Pb等低熔点金属——K、Na、Mg、Al等高熔点金属——Fe、Cu、Pb等常见金属——Mg、Al、Fe、Cu等贵金属——Ag、Pt、Au等稀土金属——Y、Sc、镧系元素等二、常见合金的重要应用1.合金的概念:合金是由一种金属跟其他一种或几种金属(或金属跟非金属)一起熔合而成的具有金属特性的物质。(合金属于混合物)2、合金具有许多优良的物理、化学或机械性能一般来说:◇具有金属通性◇硬度大于各成分金属◇熔点低于各成分金属合金的物理性质通常不同于它的成分金属!合金的化学性质通常相同于它的成分金属!◇导电性和导热性低于各成分金属在工农业生产和日常生活中,我们很少使用纯金属,而主要使用合金,常见的合金有铜合金、铁合金和铝合金等。1、铜合金:我国使用最早的合金青铜:主要含铜、锡和铅,有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀,主要用于制造机器零件如轴承、齿轮等。1939年在河南安阳殷墟出土的商代后期制作的司母戊鼎属于青铜制品。黄铜:主要含铜和锌(Zn占20%-36%,还含少量锡、铅、铝),有良好的强度和塑性、易加工、耐腐蚀,主要用于制造机器零件、仪表和日用品。古代称为药金,密度比黄金小,外观与金非常相似,常被误认为是黄金。白铜:主要含铜、镍和锌(少量锰),它不容易生铜绿,常用于制造精密仪器和装饰品。象尊斗牛麒麟马踏飞燕锰铜:主要成分铜、锰、镍,具有极高的电阻工业上常用锰铜来制造各种机械零件钢碳素钢:铁和碳的合金合金钢:在碳素钢中加入铬、锰、钨、镍、钼、钴等合金元素低碳钢---含碳量低于0.3%中碳钢---含碳量0.3%~0.6%高碳钢---含碳量高于0.6%2.钢:用量最大,用途最广的合金镍、铬---不锈钢,抗腐性强,不易氧化铬、钨---高速钢,硬度大,韧性很强锰、硅---锰硅钢,韧性特强钢的种类钢的①含碳量越低,韧性越好,硬度越低;②含碳量越高,韧性越差,硬度越高。韧性、焊接性好,但强度低强度高,韧性及加工性好硬而脆,热处理后弹性好拓展知识:不锈钢为了防生锈在合金中加入铬和镍,这种钢称为不锈钢。不锈钢通常是指含铬量在12%—30%的合金钢。锰钢锰钢制成的钢轨铁的合金生铁钢C%2%-4.3%0.03%-2%其他杂质Si、Mn、S、P(较多)Si、Mn、S、P(较少)机械性能质硬而脆、无韧性坚硬、韧性大、可塑性好。生铁与钢的比较名称组成主要性质主要用途铝合金含镁10%~30%硬度和强度都比纯铝和纯镁大火箭、飞机、轮船等制造业硬铝含铜4%、镁0.5%、锰0.5%、硅0.7%硬度和强度都比纯铝和纯镁大火箭、飞机、轮船等制造业钛合金含铝6%钒4%耐高温、耐腐蚀、高强度用于飞机、宇航、化学工业金合金加入银、铜、稀土元素等有光泽、易加工、耐磨耐腐蚀金饰品、电子元件、钱币、笔尖其他几种常见合金的组成、性质和用途铝合金制成的箱子镁铝合金制成笔记本电脑外壳制造飞机的材料中大量使用铝合金!18K白金白铜饰品新型合金高强度、耐高温、韧性好储氢合金:钛合金:耐热合金:记忆合金:泡沫合金:Ti-Fe,La-NiTi,V,Fe,Al等,飞机起落架以铝、铝合金、锌、锡、铅等低熔点金属,用特殊方法制成的合金镍钛合金,具有记忆形状功能的合金氢气与汽油两用车上的储氢装置储氢合金氢燃料电池汽车上的储氢罐2、铝及铝合金3、钛和稀土金属3、钛合金:(1)钛:具有银白色金属光泽,密度4.5g/cm3,熔点很高(1725℃),沸点3260℃。具有良好的延性和展性。在常温下,钛的外形很像钢铁,但远比钢铁坚硬,而重量只有同样大小的钢铁的一半。安然无恙的“躺”在各种强酸、强碱中;连最凶猛的酸—王水,也不能腐蚀它。金属钛目前,钛合金70%用于飞机、火箭、导弹、人造卫星、宇宙飞船等尖端领域。这是因为钛的冶炼比较困难,冶炼钛要在高温条件下,而高温时钛的化学性质变得活泼,需用惰性气体保护,还要使用不含氧的材料,工艺要求,冶炼成本高于铁或铝。“发现”号航天飞机人造卫星Ti,V,Fe,Al等,飞机起落架喷气式飞机的发动机叶片。耐热合金:记忆金属随着社会的发展,我们对金属的认识也在增加。也许在不远将来,我们都会拥有一辆由“记忆金属”制作的汽车,我们再也不怕把汽车碰撞的凹凸不平而心痛惋惜了。这种“记忆金属”即是镍钛合金。如把这样一块金属任意揉皱,或使它弯曲。加热后,它又恢复了原状。记忆合金形状记忆合金制成的水龙头上的温度调节装置形状记忆合金制成的“蝴蝶”(可模仿肌肉的收缩)形状记忆合金制成的移动跳跃的机器人