3.2.1鐵合金、新型合金一、宏觀辨識與微觀探析

能從宏觀上辨識合金與純金屬在性能的差異，從微觀原子排列角度理解合金性能不同的原因；能區(qū)分不同類型合金，并依據其宏觀性能分析微觀結構變化。二、變化觀念與平衡思想

理解在純金屬中加入其他元素形成合金時，結構和性能發(fā)生變化的規(guī)律，認識合金形成過程中微觀結構改變對宏觀性能的影響，樹立結構決定性質的變化觀念

。三、科學態(tài)度與社會責任

通過了解合金在生活、科技中的廣泛應用，認識化學科學對推動材料發(fā)展、解決能源等社會問題的重要價值，培養(yǎng)科學態(tài)度和社會責任感

。核心素養(yǎng)目標重點：1.合金與純金屬在性能上的差異及原因

2.生鐵、鋼的區(qū)別，碳鋼分類及性能

3.新型合金的特點與應用難點：

1.從微觀原子排列角度解釋合金硬度等性能不同于純金屬的原因

2.依據合金元素作用，理解不同合金性能差異及應用原理

學習重難點新課導入“這些物品都是金屬材料制成，它們有的堅硬耐用，有的輕巧抗腐蝕，為啥不同金屬材料性能差別這么大？純金屬和合金有啥不一樣？”01合金及其性質合金及其性質

合金是由兩種或兩種以上的金屬(或金屬和非金屬)熔合而成的具有金屬特性的物質。物理變化，合金中各成分保持各自原有的化學性質具有金屬光澤、良好的導電性、導熱性和延展性合金的特性多數合金熔點低于其組分中任一種組成金屬的熔點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來加以調節(jié)合金的導電性和導熱性一般低于任一成分金屬一般比其組分中任一金屬的硬度大純金屬與合金的結構對性能的影響純金屬內原子的排列十分規(guī)整合金內原子層之間的相對滑動變得困難

在純金屬內加入其他元素形成合金以后，結構發(fā)生了變化，使合金的性能與純金屬有很大的差異。思考討論1.結合結構模型，你能解釋合金的硬度比純金屬大的原因嗎？

在純金屬內，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變得困難，導致合金的硬度變大。02鐵合金鐵合金

鐵合金：主要由碳元素和鐵元素，以及少量其他元素融合而成的合金。鐵合金含碳量性能生鐵2%～4.3%硬度大，抗壓，性脆，可鑄造鋼0.03%～2%良好的延展性，機械性能好，可鍛造含碳量不同生鐵和鋼的用途生鐵是制造機座、管道的重要材料鋼廣泛用于制造機械和交通工具等。鋼的分類鋼碳素鋼合金鋼低碳鋼中碳鋼高碳鋼(低于0.3%)(0.3%～0.6%)(高于0.6%)韌性、焊接性好，但強度低，用于制造鋼板、鋼絲和鋼管等強度高，韌性及加工性好，用于制造鋼軌、車輪和建材等硬而脆，熱處理后彈性好，用于制造器械、彈簧和刀具等（根據含碳量不同）碳素鋼的含碳量越高，硬度越大；含碳量越低，韌性越好。鋼的分類

合金鋼也叫特種鋼，是在碳素鋼里適量地加入一種或幾種合金元素，使鋼的組織結構發(fā)生變化，從而使鋼具有各種特殊性能。強度、硬度大可塑性、韌性好耐磨耐腐蝕鋼的分類合金鋼不銹鋼(Fe、C、Cr、Ni)錳鋼(Fe、C、Mn、Si)硅鋼(Fe、C、Si)抗腐蝕性強，制造醫(yī)療器械、廚房用具和餐具、地鐵列車的車體等韌性好，硬度大，制鋼軌、軸承、鋼模和坦克等導磁性好，制變壓器、發(fā)電機和電動機中的鐵芯等超級鋼(Fe、C、Mn、Al、V)強度高、延展性好，用于汽車、航空和航天等領域思考與討論2.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？與同學討論。

組成合金的元素種類相同，但含量不同，結構不同，性能也不同若要研究新的合金材料，可以從添加元素種類和含量入手分析；研究物質的性能應從研究物質的結構入手，研制新材料的過程中應加強對組成元素的定性和定量研究等。鋼中合金元素的主要作用合金元素主要作用鉻(Cr)增強耐磨性和抗氧化性；增強高溫強度；提高高碳鋼的耐磨性等錳(Mn)防止硫引起的脆性；增強鋼的強度和韌性等鉬(Mo)降低脆性；增強高溫強度；提高紅熱時的硬度和耐磨性等鎢(w)提高高溫時的強度和硬度；增強工具鋼的耐磨性等鈷(Co)提高紅熱時的硬度和耐磨性；用于制造磁性合金等鎳(Ni)增強低溫時的韌性；改變高鉻鋼的內部結構等硅(si)提高低合金鋼的強度和硬度；增強高溫時的抗氧化性等03新型合金儲氫合金

儲氫合金是一類能夠大量吸收H2，并與H2結合成金屬氫化物的材料。

具有實用價值的儲氫合金的要求：儲氫量大，金屬氫化物既容易形成，稍稍加熱又容易分解，室溫下吸、放氫的速率快，如Ti-Fe合金和La-Ni合金等。

價值：解決了H2的安全儲存和運輸問題。儲氫合金鈦合金

主要性質：熔點高、密度小、可塑性好、易于加工、機械性能好、抗腐蝕性能強等。

用途：廣泛應用于火箭、導彈、航天飛機、船舶和通信設備等。耐熱合金

主要性質：高溫下具有高的抗氧化性、抗蠕變性與持久強度。

用途：主要應用于航空、艦艇、火箭等領域。形狀記憶合金

主要性質：在加熱升溫后能完全消除其在較低的溫度下發(fā)生的變形，恢復其變形前的原始形狀。

用途：在航空航天、臨床醫(yī)療等領域有著廣泛的應用，如宇宙飛船的天線、人造骨骼、心臟修補器、手術縫合線等。形狀記憶合金隨堂練習1.下列關于合金的敘述正確的是()①

具有金屬的特性②

通過熔合而成③

含有兩種或兩種以上金屬或金屬與非金屬④

一般來說，合金的熔點比各成分的熔點低A.①

②B.③

④C.②

③

④D.全部D隨堂練習2.關于生鐵和鋼的區(qū)別正確的是()

A.生鐵屬于純凈物，鋼屬于混合物

B.生鐵比鋼的含碳量更高C.生鐵比鋼彈性更好

D.生鐵屬于鐵-碳合金，鋼也是合金但不含碳B隨堂練習3.下列關于新型合金材料說法不正確的是()A.鑭鎳合金能大量吸收H2形成金屬氫化物，可作儲氫材料B.鈦合金生物相容性好，強度大，可作人造骨骼C.形狀記憶合金可在使合金發(fā)生形變的作用力消失后恢復原狀D.利用合金的熔點低于成分金屬這一特點可制得耐熱合金D隨堂練習4.某合金與鐵的物理性質的比較如表所示：已知該合金耐腐蝕、強度大。從以上性能看，該合金不適合制()A.導線 B.門窗框 C.爐具 D.飛機外殼A隨堂練習5.北宋沈括對生鐵煉鋼有這么一段評價：“世間鍛鐵所謂鋼鐵者，用柔鐵屈盤之，乃以‘生鐵’陷其間，泥封煉之，鍛令相入，謂之‘團鋼’，亦謂之‘灌鋼’。此乃偽鋼