3.2.1鐵合金核心素養(yǎng)目標1.宏觀辨識與微觀探析：能從宏觀上認識鐵合金的性能和用途，從微觀角度探析合金性能優(yōu)于純金屬的原因，理解合金成分與性能的關(guān)系。2.變化觀念與平衡思想：認識通過改變合金的成分，可以調(diào)節(jié)合金的性能，體會物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的動態(tài)變化關(guān)系，形成物質(zhì)變化可通過改變條件來調(diào)控的觀念。3.科學態(tài)度與社會責任：通過對鐵合金知識的學習，感受化學在材料科學中的重要性，培養(yǎng)嚴謹求實的科學態(tài)度；結(jié)合鐵合金在生活、生產(chǎn)及超級鋼等前沿領(lǐng)域的應用，認識化學對社會發(fā)展、科技進步的貢獻，增強社會責任感。學習重難點學習重點?1.鐵合金（生鐵、鋼、不銹鋼等）的成分與性能、用途的關(guān)系；2.合金性能優(yōu)于純金屬的原因。學習難點?1.從微觀結(jié)構(gòu)角度解釋合金性能與純金屬的差異；2.理解合金元素對鋼性能的影響。課前導入生活中，我們能看到下水井蓋是生鐵鑄造的，地鐵列車車體用不銹鋼制造，還有各種機械零件用不同的鋼制作。為什么不同的金屬制品會選用不同的鐵合金呢？鐵合金和純鐵在性能上有什么區(qū)別？合金及其性質(zhì)合金及其性質(zhì)1.合金的含義：合金是由兩種或兩種以上的金屬（或金屬與非金屬）融合而成的具有金屬特性的物質(zhì)。在純金屬內(nèi)加入其他元素形成合金以后，結(jié)構(gòu)發(fā)生了變化，使合金的性能與純金屬有很大的差異。純金屬內(nèi)原子的排列十分規(guī)整合金內(nèi)原子層之間的相對滑動變得困難合金及其性質(zhì)2.合金的特性（1）一般情況下，合金的硬度比其成分金屬的大。（2）合金的熔點一般比其成分金屬的低。（3）合金的導電性和導熱性一般低于任一成分金屬。如鎳鉻鋁鐵、鎳鉻鋁銅等合金具有很高的電阻率，可用于制造電路中的精密元件。（4）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等來加以調(diào)節(jié)。鐵合金生鐵和鋼鐵合金含碳量不同生鐵（含碳量為2%~4.3%）鋼（含碳量為0.03%~2%）硬度大、抗壓，性脆、可以鑄造成型延展性良好，機械性能好，可以鍛軋和鑄造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(jù)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(jié)構(gòu)發(fā)生變化，從而使鋼具有各種特殊性能，如強度、硬度大，可塑性、韌性好，耐磨，耐腐蝕等。鋼的分類——合金鋼名稱主要元素主要特性主要用途不銹鋼超級鋼錳鋼硅鋼鎢鋼鐵、鉻、鎳Fe、Mn、C、Al、V鐵、錳鐵、硅鐵、鎢比較穩(wěn)定，不易生銹，具有很強的抗腐蝕能力強度很大，能夠?qū)崿F(xiàn)鋼板的輕薄化醫(yī)療器材、廚房用具和餐具、地鐵列車的車體材質(zhì)等汽車、航空和航天等領(lǐng)域鋼軌、軸承、鋼模、挖掘機鏟斗、坦克裝甲變壓器、發(fā)電機和電動機中的鐵芯刀具耐高溫、硬度大韌性好，硬度大導磁性好鋼的分類碳素鋼在碳素鋼中，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。碳素鋼中其他元素原子的加入改變了鐵原子的規(guī)則層狀排列，不同合金元素或者不同比例的同一合金元素，對原子規(guī)則排列的改變不同，因而制得的合金性能也有差異；我們可依據(jù)鋼的使用條件，加入不同的合金元素；利用各種合金元素的不同性質(zhì)，可以制得具有多種優(yōu)良性能的合金，以滿足各種不同的性能要求；少量的某種元素可能會對合金的性質(zhì)造成很大的影響。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(nèi)部結(jié)構(gòu)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化學與職業(yè)在一些金屬材料研究機構(gòu)，有一批工程師專門從事金屬材料的測試工作。他們運用各類高精度化學檢測儀器或化學檢測方法，對合金等金屬材料或冶煉產(chǎn)品中的微量、常量雜質(zhì)元素，以及金屬材料中

C、H、O、N、S的含量等進行定性和定量分析，以獲得金屬材料的組成及其含量，為一些研究單位和企業(yè)提供相關(guān)的分析測試數(shù)據(jù)和質(zhì)量檢測結(jié)果等。例如，若需要對某不銹鋼進行等級判斷，測試工程師可測出其中的某些組成元素及其含量，并根據(jù)標準確定不銹鋼的等級。測試工程師測試工程師在工作新型合金儲氫合金（1）含義：儲氫合金是一類能夠大量吸收H2，并與H2結(jié)合成金屬氫化物的材料。（2）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、L—Ni合金等。（3）價值：解決了H2的安全儲存和運輸問題。其他幾種新型合金鈦合金、耐熱合金和形狀記憶合金等新型合金廣泛應用于航空航天、生物工程和電子工業(yè)等領(lǐng)域。其他幾種新型合金合金名稱主要性質(zhì)主要用途鈦合金耐熱合金形狀記憶合金熔點高、密度小、可塑性好、易于加工、機械性能好、抗腐蝕性能強等。廣泛用于火箭、導彈、航天飛機、船舶、化工和通信設備等。高溫下具有高的抗氧化性、抗蠕變性與持久強度。主要應用于航空、艦艇、火箭等領(lǐng)域。在加熱升溫后能完全消除其在較低溫度下發(fā)生的變形，恢復其變形前的原始形狀。在航空航天、臨床醫(yī)療等領(lǐng)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(shù)縫合線等。用途廣泛的稀土金屬在金屬元素中，有一類性質(zhì)相似，并在自然界共生在一起的稀土元素，它們是元素周期表中原子序數(shù)從57~71的15種元素以及鈧和釔，共17種元素。稀土金屬在科技、生產(chǎn)中有廣泛的用途，被譽為新材料的寶庫。稀土金屬既可單獨使用，也可用于生產(chǎn)合金。在合金中加入適量稀土金屬，能大大改善合金的性能。因而，稀土元素又被稱為“冶金工業(yè)的維生素”。例如，在鋼中加入稀土元素，可以增加鋼的塑性、韌性、耐磨性、耐熱性、耐腐蝕性和抗氧化性等。因此，稀土金屬廣泛應用在冶金、石油化工、材料工業(yè)、醫(yī)藥及農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域。稀土元素鏑（Dy）常用于制造硬盤驅(qū)動器隨堂測試1.關(guān)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隨堂測試2.社會的進步與時代的發(fā)展充滿了人類智慧的結(jié)晶。下列有關(guān)

說法中錯誤的是（

）

A．合金為純凈物，具有許多優(yōu)良的物理、化學或機械性能

B．不銹鋼是最常見的一種合金鋼，不容易生銹。

C．商朝的“后母戊鼎”是我國較早使用的銅制品之一

D．近年來，人們又設計和合成了許多新型合金。如儲氫合金、鈦合金等A隨堂測試3.下列說法正確的是（

）

A．合金一般由多種元素組成，屬于化合物

B．常溫下，鋁制品耐腐蝕是因為鋁不活潑

C．新型儲氫合金因具有較大空隙，通過物理吸附大量H2而廣泛用于新能源汽車行業(yè)

D．合金中加入其他元素原子后，使原子層之間的相對滑動變得困難，導致