第23讲 金属材料的性能及应用（教师版）-【帮课堂】2021-2022学年高一化学同步精品讲义（苏教版2019必修第二册）

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一、金属材料的性能
金属材料在工农业生产和社会生活的各个方面应用广泛。从使用的要求和性能看，可以从以下几个方面来
分析。
①金属材料在使用过程中，必然会受到多种力的作用，从而体现出一些力学性能，如延展性、硬度、塑性
等。
②金属材料常在工业产品中起到导热和导电的作用，而且能够在一定温度范围内稳定工作，与金属材料的
密度、熔点、导电性、导热性等物理性能密切相关。
③金属材料在使用过程中不可避免地会暴露在空气中，或者接触到一些化学药品。所以，人们也希望金属
材料能够具有耐酸碱性、抗氧化性等化学性能。
④从金属原材料到最后的金属产品，加工成型这一步骤必不可少，那么，就必须考虑它们的可铸性、可锻
性、切削加工性等工艺性能。
二、合金及其应用
1. 合金的定义：由两种或两种以上的金属（或金属和非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。
2. 合金的特点
①合金的硬度及机械性能一般优于各成分金属
②合金的熔点一般低于它的各成分金属
3. 合金的结构
第 23 讲 金属材料的性能及应用
知识导航 小杨老师 15521324728 侵权必究
知识精讲
纯金属内原子的排列十分规整 合金内原子层之间的相对滑动变得困难
二、铁合金
1. 生铁和钢的对比
生铁 钢
含碳量 2%～4.3% 0.03%～2%
性能 硬度大、抗压、性脆、可以铸造成型 有良好的延展性、机械性能好、可以锻轧和铸造
用途 制造机座、管道等 制造机械和交通工具等
2. 钢的分类
（1）碳素钢
含碳量 性能及用途
低碳钢 低于 0.3% 韧性、焊接性好，但强度低，用于制造钢板，钢丝和钢管等
中碳钢 0.3%~0.6% 强度高，韧性及加工性好，用于制造钢轨、车轮和建材等
高碳钢 高于 0.6% 硬而脆，热处理后弹性好，用于制造器械、弹簧和刀具等
（2）合金钢
也叫特种钢，是在碳素钢里适量地加入一种或几种合金元素，使钢的组织结构发生变化，从而使钢具有各
种特殊性能，如强度、硬度大，可塑性、韧性好，耐磨，耐腐蚀等。
名称 主要合金元素 主要特性 主要用途
不锈钢 铬、镍 比较稳定，不易生锈，具有很强的抗腐
蚀能力
医疗器材、厨房用具和餐具、地铁列
车的车体材质等
超级钢 Mn、C、Al、V强度很大，能够实现钢板的轻薄化 汽车、航空和航天等领域
锰钢锰韧性好，硬度大 钢轨、轴承、钢模、挖掘机铲斗、坦
克装甲
硅钢硅导磁性好 变压器、发电机和电动机中的铁芯
钨钢钨耐高温、硬度大 刀具
三、铝合金
制取向铝中加入少量的 Cu、Mg、Si 、Mn、Zn 及稀土元素等
性能 密度小、强度高、塑性好、易于成型、具有较强的抗腐蚀能力等
用途 制造炊具、门窗、飞机和宇宙飞船外壳的原料
四、新型合金
1. 新型储氢合金材料的研究和开发将为氢气作为能源的实际应用起到重要的推动作用。
2. 钛合金、耐热合金和形状记忆合金等广泛应用于航空航天、生物工程和电子工业等领域。
1．在我国“神舟”六号载人飞船升空时，为了防止飞船与大气摩擦产生高温而引起燃烧，应选用某种特
对点训练 小杨老师 15521324728 侵权必究
殊材料覆盖在飞船表面，这种材料应该具有的性质是（ ）
A．良好的导电性
B．良好的导热性
C．密度大，能增大飞船的惯性
D．强度高，耐高温
【答案】D
【解析】
飞船表面覆盖着某种特殊材料，该材料是为了防止飞船与大气摩擦产生高温而起火燃烧，故飞船外表的材
料应该符合强度高、质量轻、耐高温、耐腐蚀等优异性能，D项正确。
2．日常生活中使用的钥匙是由铝合金制成的，而不是由纯铝所制，这主要是因为铝合金的（ ）
A．熔点低 B．耐腐蚀性强 C．硬度大 D．密度小
【答案】C
【解析】
单质铝的硬度较小，而作为钥匙的材料，需要硬度较大，所以铝合金代替纯铝制作钥匙主要是因为铝合金
的硬度大，故答案为 C。
3．钛和钛的合金具有很多优良的性能，如熔点高、密度小、可塑性好、易于加工，尤其是钛合金与人体
器官具有很好的“生物相容性”。下列有关钛用途不合适的是（ ）
A．用来做保险丝B．用于制造航天飞机
C．用来制造人造骨D．用于家庭装修，做钛合金装饰门
【答案】A
【解析】
A．钛的熔点较高，如果用钛做保险丝，在电路发生短路时，保险丝难以熔断，达不到断路的作用，无法
实现保险丝作用，故A符合题意；
B．钛的熔点较高，且密度较小，且易于加工，因此可用于制造航天飞机，故B不符合题意；
C．钛与人体器官具有很好的“生物相容性”，因此可用于制造人造骨，故C不符合题意；
D．钛和钛的合金密度小、可塑性好、易于加工，所以可用于家庭装修，做钛合金装饰门，故D不符合题
意；
故答案为：A。
4．某合金与铁的物理性质比较如表所示。已知金刚石的硬度为10，银的电阻率为 。该合金
不适合制成
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