《金属材料》金属和金属材料PPT课件2.ppt
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1、新课导入新课导入东汉晚期的青铜奔东汉晚期的青铜奔马,亦称马,亦称“马踏飞燕马踏飞燕”。1969年甘肃武威雷台出年甘肃武威雷台出土。奔马造型雄俊非凡,土。奔马造型雄俊非凡,昂首嘶鸣,如风驰电挚昂首嘶鸣,如风驰电挚状,三足腾空,一足蹄状,三足腾空,一足蹄下踏一飞燕,姿态优美。下踏一飞燕,姿态优美。现已成为我国的旅游标现已成为我国的旅游标志。志。东汉晚期的青铜奔马东汉晚期的青铜奔马司母戊鼎司母戊鼎司母戊鼎是司母戊鼎是中国目前已发现中国目前已发现的最重的青铜器。的最重的青铜器。司母戊鼎含铜司母戊鼎含铜84.77、锡、锡11.64、铅、铅27.9。充。充分显示出商代青分显示出商代青铜铸造业的生产铜铸造业
2、的生产规模和技术水平。规模和技术水平。秦陵铜车马严格按真车马的秦陵铜车马严格按真车马的1/2制作。制作。造型精美,比例恰当,装饰华丽,工艺造型精美,比例恰当,装饰华丽,工艺精湛,形体庞大,所以很多专家学者把精湛,形体庞大,所以很多专家学者把它称之为它称之为“青铜之冠青铜之冠”。秦秦陵陵铜铜车车马马河北沧州铁狮子河北沧州铁狮子河北沧州铁狮子铸于后周广顺三年河北沧州铁狮子铸于后周广顺三年(公元(公元953年),距今已有一千多年的历年),距今已有一千多年的历史,这一件我国最大的铸铁艺术品,身高史,这一件我国最大的铸铁艺术品,身高3.8m,头部高,头部高1.5m,通高,通高5.3m,通长,通长6.5m
3、,身躯宽,身躯宽3m,铁狮的总重量为,铁狮的总重量为29.30t。铁狮高大的躯体,面南尾北,昂首挺胸,铁狮高大的躯体,面南尾北,昂首挺胸,怒睁双目,巨口大张,四肢叉开,仿佛正怒睁双目,巨口大张,四肢叉开,仿佛正疾走乍停,又好似阔步前进。疾走乍停,又好似阔步前进。生活中常见的金属生活中常见的金属教学目标教学目标1了解生活中常见金属的物理性质,能了解生活中常见金属的物理性质,能区分常见金属和非金属;区分常见金属和非金属;2认识金属加热熔合某些金属或非金属认识金属加热熔合某些金属或非金属可以制得合金,知道生铁和钢等重要合金,以可以制得合金,知道生铁和钢等重要合金,以及合金比纯金属具有更广泛的用途。及
4、合金比纯金属具有更广泛的用途。知识与技能知识与技能 认识金属材料在生产、生活和社会发认识金属材料在生产、生活和社会发展中的重要作用,初步形成物质性质决定展中的重要作用,初步形成物质性质决定用途的思想方法。用途的思想方法。过程与方法过程与方法关注生活关注生活分析比较分析比较归纳解释。归纳解释。情感态度与价值观情感态度与价值观重点重点难点难点金属的物理性质。金属的物理性质。性质决定用途,但不是唯一因素。性质决定用途,但不是唯一因素。铁铁金金银银锌锌一、几种重要的金属一、几种重要的金属铜铜铅铅铝铝金属的物理性质(共性):金属的物理性质(共性):金属的物理性质(共性):金属的物理性质(共性):常温下金
5、属大都是固体(汞除外);常温下金属大都是固体(汞除外);有金属光泽;有金属光泽;大多数金属都是电和热的良导体(导电大多数金属都是电和热的良导体(导电性和导热性);性和导热性);有延展性(既可以展成薄片,又可以拉有延展性(既可以展成薄片,又可以拉成细丝);成细丝);有韧性(能够弯曲)。有韧性(能够弯曲)。硬度:硬度:是材料抵抗外物刺入的一种能力。是材料抵抗外物刺入的一种能力。脆性:脆性:表示金属容易破裂的性质表示金属容易破裂的性质,脆性与硬脆性与硬度有密切关系度有密切关系,硬度高的材料通常脆性亦大。硬度高的材料通常脆性亦大。延性:延性:(又称柔软性又称柔软性)是金属受外力永久变形是金属受外力永久
6、变形而不碎裂的性质而不碎裂的性质,延性的金属可抽拉成细线。延性的金属可抽拉成细线。弹性:弹性:是金属受外力变形是金属受外力变形,当外力消除之后当外力消除之后又恢复其原有形状的一种性质。又恢复其原有形状的一种性质。展性:展性:又称可锻性又称可锻性,是金属延性或柔软性的是金属延性或柔软性的另一种表示法。展性是金属接受锤锻或滚轧而变另一种表示法。展性是金属接受锤锻或滚轧而变形时不致破裂的一种性质。形时不致破裂的一种性质。韧性:韧性:是金属抵受震动或冲击的能力。韧性是金属抵受震动或冲击的能力。韧性与脆性刚好相反。与脆性刚好相反。汞,又称水银,是在正常大气压以及常温汞,又称水银,是在正常大气压以及常温下
7、唯一以液态存在的金属。熔点下唯一以液态存在的金属。熔点-38.87,沸,沸点点356.6,密度,密度13.59g/cm3,为银白色液体金,为银白色液体金属。属。汞蒸气有剧毒,可溶于硝酸和热浓硫酸,汞蒸气有剧毒,可溶于硝酸和热浓硫酸,但与稀硫酸、盐酸、碱都不起反应。能溶解许但与稀硫酸、盐酸、碱都不起反应。能溶解许多金属。多金属。金属虽然都有光泽,但却各不一样,如铁、金属虽然都有光泽,但却各不一样,如铁、铝为银白色,铜为紫红色,金为黄色等。铝为银白色,铜为紫红色,金为黄色等。金属在常温下的存在状态也不一样,大多金属在常温下的存在状态也不一样,大多数金属为固体,但汞却为液体。数金属为固体,但汞却为液
8、体。一些金属其他物理性质的比较:一些金属其他物理性质的比较:一些金属其他物理性质的比较:一些金属其他物理性质的比较:导电性(以银的导电性为导电性(以银的导电性为100100作标准)作标准)银银 铜铜 金金 铝铝 锌锌 铁铁 铅铅(优)(优)(优)(优)100 99 74 61 27 17 7.9(良)(良)(良)(良)密度密度/(g gcmcm-3-3)金金 铅铅 银银 铜铜 铁铁 锌锌 铝铝(大)(大)(大)(大)19.3 11.3 10.5 8.92 7.86 7.14 2.70(小)(小)(小)(小)熔点熔点/钨钨 铁铁 铜铜 金金 银银 铝铝 锡锡(高)(高)(高)(高)3410 15
9、35 1083 1064 962 660 232(低)(低)(低)(低)硬度(以金刚石的硬度为硬度(以金刚石的硬度为1010作标准)作标准)铬铬 铁铁 银银 铜铜 金金 铝铝 铅铅(大)(大)(大)(大)9 45 2.54 2.53 2.53 22.9 1.5(小)(小)(小)(小)根据铜的导电性,可以用作电线、电路根据铜的导电性,可以用作电线、电路板;根据铜的导热性,可以制造压缩机散板;根据铜的导热性,可以制造压缩机散热管。热管。金属铜金属铜金属铜金属铜 烧水的水壶、洗菜的菜盆,很大一部分烧水的水壶、洗菜的菜盆,很大一部分都是铝制品。铝还可以制作粉末涂料、油都是铝制品。铝还可以制作粉末涂料、
10、油墨、仿金卡、金胶片等。墨、仿金卡、金胶片等。金属铝金属铝金属铝金属铝几种常见金属的用途:几种常见金属的用途:几种常见金属的用途:几种常见金属的用途:最大用途是用于炼钢;也大量用来制造最大用途是用于炼钢;也大量用来制造铸铁和煅铁。铁和其化合物还用作磁铁、染铸铁和煅铁。铁和其化合物还用作磁铁、染料和磨料。还原铁粉大量用于冶金。制造各料和磨料。还原铁粉大量用于冶金。制造各种轻质合金,广泛运用汽车工业和国防工业。种轻质合金,广泛运用汽车工业和国防工业。制造门窗,家具和炊具等。也大量用来制作制造门窗,家具和炊具等。也大量用来制作电线和电缆。电线和电缆。金属铁金属铁金属铁金属铁1为什么菜刀、镰刀、锤子等
11、用铁制而不为什么菜刀、镰刀、锤子等用铁制而不用铅制?用铅制?2银的导电性比铜好,为什么电线一般用银的导电性比铜好,为什么电线一般用铜制而不用银制?铜制而不用银制?铁的硬度大,铅的硬度小。铁的硬度大,铅的硬度小。银的价格比铜高许多。银的价格比铜高许多。3为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制?为什么灯泡里的灯丝用钨制而不用锡制?如果用锡制的话,可能会出现什么情况?如果用锡制的话,可能会出现什么情况?钨的熔点高,锡的熔点低。如果用锡制钨的熔点高,锡的熔点低。如果用锡制的话,的话,锡丝会熔断。锡丝会熔断。4为什么有的铁制品如水龙头要镀铬?如为什么有的铁制品如水龙头要镀铬?如果镀金会怎样?果镀金会怎样?铁
12、容易生锈,镀铬之后就不容易生锈。金铁容易生锈,镀铬之后就不容易生锈。金的价格太高,镀金不经济。的价格太高,镀金不经济。5从上面几个问题及你的生活经验,你得从上面几个问题及你的生活经验,你得出什么结论?出什么结论?物质的性质决定物质的用途。物质的性质决定物质的用途。物质的用途决定于其价格、资源、美观物质的用途决定于其价格、资源、美观性、便利性等。性、便利性等。物质的用途决定于其废料是否易于回收物质的用途决定于其废料是否易于回收和对环境的影响等。和对环境的影响等。地壳中含量最高的金属元素:地壳中含量最高的金属元素:人体中含量最高的金属元素:人体中含量最高的金属元素:目前世界年产量最高的金属:目前世
13、界年产量最高的金属:导电、导热性最好的金属:导电、导热性最好的金属:硬度最高的金属:硬度最高的金属:熔点最高的金属:熔点最高的金属:熔点最低的金属:熔点最低的金属:密度最大的金属:密度最大的金属:密度最小的金属:密度最小的金属:铝铝钙钙铁铁银银铬铬钨钨汞汞锇锇锂锂钢铁是使用最多的金属材料,钢的性能比钢铁是使用最多的金属材料,钢的性能比铁好,请问:钢是很纯的铁吗?根据生活,请铁好,请问:钢是很纯的铁吗?根据生活,请举例说明钢有哪些优良的性质?举例说明钢有哪些优良的性质?钢是含碳量在钢是含碳量在0.04%2.3%之间的铁碳合金。之间的铁碳合金。我们通常将其与铁合称为钢铁,为了保证其韧我们通常将其与
14、铁合称为钢铁,为了保证其韧性和塑性,含碳量一般不超过性和塑性,含碳量一般不超过1.7%。钢的主要。钢的主要元素除铁、碳外,还有硅、锰、硫、磷等,添元素除铁、碳外,还有硅、锰、硫、磷等,添加这些成分主要是为了使钢铁的性能有所改变。加这些成分主要是为了使钢铁的性能有所改变。钢的优良性质:硬度、锻造、脆性、延性、钢的优良性质:硬度、锻造、脆性、延性、弹性、展性(又称可锻性、韧性)。弹性、展性(又称可锻性、韧性)。热处理:热处理:是利用加热和冷却以改变金属物理是利用加热和冷却以改变金属物理性质的方法。热处理能改善钢的显微结构,使其性质的方法。热处理能改善钢的显微结构,使其达到所需的物理要求。韧性,硬度
15、和耐磨性是通达到所需的物理要求。韧性,硬度和耐磨性是通过热处理而获得的特性中的几种。要获得这些特过热处理而获得的特性中的几种。要获得这些特性,需使用热处理中的淬火、回火、退火和表面性,需使用热处理中的淬火、回火、退火和表面淬硬等操作。淬硬等操作。淬火:淬火:将金属均匀地加热至适当温度,然后将金属均匀地加热至适当温度,然后迅速浸入水或油中急冷,或在空气中或冷冻区中迅速浸入水或油中急冷,或在空气中或冷冻区中冷却冷却,使金属获得所需要的硬度。使金属获得所需要的硬度。回火:回火:将钢件重新加热至适当的温度或颜色,将钢件重新加热至适当的温度或颜色,然后予以急冷。回火虽然使钢的硬度略为减少然后予以急冷。回
16、火虽然使钢的硬度略为减少,但可增加钢的韧性而降低其脆性。但可增加钢的韧性而降低其脆性。钢的热处理钢的热处理二、合金二、合金 两种或两种以上的金属(或金属与非金属)两种或两种以上的金属(或金属与非金属)熔合而成具有金属特性的混合物。熔合而成具有金属特性的混合物。性质(与组成成分对比)性质(与组成成分对比)颜色比组成成分鲜艳;颜色比组成成分鲜艳;熔点比组成成分低;熔点比组成成分低;密度比组成成分小;密度比组成成分小;强度和硬度比组成成分大;强度和硬度比组成成分大;更具抗腐蚀性能。更具抗腐蚀性能。定义定义实验实验比较合金和纯金属的硬度比较合金和纯金属的硬度 比较黄铜片比较黄铜片(铜锌合金)和铜(铜锌
17、合金)和铜片、焊锡(锡铅合片、焊锡(锡铅合金)和锡的光泽和金)和锡的光泽和颜色;将它们互相颜色;将它们互相刻画,比较它们的刻画,比较它们的硬度。硬度。实验现象:实验现象:性性质比比较现象象黄黄铜铜焊锡锡光光泽和和颜色色硬度硬度结论黄铜的硬度高黄铜的硬度高焊锡的硬度高焊锡的硬度高合金的硬度高合金的硬度高紫红色紫红色黄色黄色银白色银白色银白色银白色合金的应用合金的应用 锰钢合金:主要成分为铁、锰、碳,韧性好、锰钢合金:主要成分为铁、锰、碳,韧性好、硬度大,用作钢轨、挖掘机铲车、坦克装甲、自硬度大,用作钢轨、挖掘机铲车、坦克装甲、自行车架等。行车架等。不锈钢合金:主要成分为铁、铬、镍,抗腐不锈钢合金
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