第一节　合金教学设计内容推荐

第一节

合金

一、教学目标

1.

认识金属与合金在性能上的主要差异及其原因；

2.

了解合金元素的种类、含量对合金性能的影响；

3.

知道生活中常见合金（如：铁合金、铝合金和铜合金）的组成、

性能和用途；

4.

感受新型合金的特殊性能及其在现代社会的应用。

二、教学重难点

【教学重点】

1.

金属和合金在性能上的主要差异及其原因；

2.

铁合金、铝合金和铜合金的组成、性能和用途。

【教学难点】

合金的结构与性能之间的关系

三、教学过程

【新课导入】用日常生活中的事实回答下列问题：

1.金属有哪些特性？

2.观察我们周围的材料，有哪些是金属材料？它们分别是由哪些金属制造的？（展示各式各样的合金图片）

【过渡】我们日常生活中所用金属基本上都是合金，原因是合金与纯金属相比具有优越的性能，下面我们认识合金。

合金的概念：合金是由两种或两种以上的金属（或金属与非金属）熔合而成的具有金属特性的物质。

【交流】为什么我们使用的金属材料主要是合金，而不是纯金属？

合金的性能：

1

（1）一般情况下，合金比纯金属硬度大、更坚硬

（2）多数合金的熔点一般比各成分金属的低

（3）一般来说，合金的性质并不是各成分的性质的总和，合金具有良好的物理、化学和机械的性能

(4)合金的性能可以通过所添加的合金元素的种类、含量和生成合金的条件等来加以调节。如：生铁的熔点比纯铁的低；硬铝（Cu、Mn、Si)的强度和硬度都比纯铝大。

【思考】为什么在纯金属加入其他元素形成合金以后，它的性能与纯金属有很大的差异呢？

合金内加入了其他元素或大或小的原子，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难。因此，在一般情况下，合金比纯金属硬度大。

同理，在纯金属内，所有的原子大小相同，排列十分规整。而合金内原子的大小不一，排列没有纯金属那样整齐，使得原子之间的相互作用力减小。所以，多数合金的熔点一般比各成分金属的低。

【讲解】二、常用的合金

1.铁合金

生铁的含碳量在2％～4.3％，还含有硅、锰及少量硫、磷等杂质，

2

机械性能硬而脆，易断裂，可铸不可锻；钢中的含碳量一般在0.03％～2％之间，其它杂质含量也比生铁少，基本上不含硫和磷。机械性能比生铁优良，硬而韧，有弹性，延展性好，可铸可锻，易加工。

钢可以分为碳素钢和合金钢两大类，根据含碳量的不同。工业上一般把含碳量低于0.3％（质量分数）的叫做低碳钢；含碳量在0.3％～0.6％（质量分数）之间的叫做中碳钢；含碳量在0.6％（质量分数）以上的叫做高碳钢。合金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，从而使钢具有各种不同特殊性能，如、不锈钢、锰钢。具有强度、硬度大，可塑性、韧性好，耐磨，耐腐蚀，以及其它许多优良性能。

随着科学技术的进步和人民生活水平的提高，不锈钢的装饰品、餐具、炊具已经进入许多家庭。不锈钢制品外观光洁、美观，不易污染、不生锈，因此受到人们的青睐。不锈钢中除铁以外，还含有抗腐蚀性很强的铬和镍。铬的含量一般在13％以上，镍的含量也在10%左右。

2.

铝合金

铝是地壳中含量最多的金属元素。纯铝的强度和硬度较小，不适合制造机械零件等。制成铝合金可改善性能。例如，铝硅合金（含Si质量分数为13.5％）的熔点为564℃，比纯铝或硅的熔点低，而且它在凝固时收缩率又很小。因而，这种合金适合铸造。又如，硬铝（含Cu

4％、Mg

0.5％、Mn

0.5％、Si

0.7％）（均为质量分数）的强度和硬度都比纯铝大，几乎相当于钢材，且密度较小。铝合金的种

3

类很多，它们在汽车、船舶、飞机等制造业上以及在日常生活里的用途很广。

3.

铜合金

Cu与Zu的合金称黄铜，其中Cu占60%～90%、Zn占40%～10%，有优良的导热性和耐腐蚀性，可用作各种仪器零件。青铜是人类使用历史最久的金属材料，它是Cu～Sn合金。白铜是Cu-Ni合金，有优异的耐蚀性和高的电阻，故可用作苛刻腐蚀条件下工作的零部件和电阻器的材料。

【讨论】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。假如是你，你怎样来判别“药金”和黄金？

【思考与交流】对我国第五套人民币中的硬币涉及到的几个问题进行思考。

（1）铸造硬币的合金应该具有什么性质？为什么？

应该具有一定的硬度，能耐磨损和抗腐蚀，这样硬币才可以使用一定的年限；铸造硬币的合金也不能太硬，否则，硬币上的图案和数字不易被压印出来，也不能太昂贵，合金的价值应低于其面值，如果高于面值，人们可能把硬币收藏起来或高价出售，而不当货币使用，等等。

（2）从1元、5角和1角硬币的材质不同能得出什么结论？

三种金属的价值：镍＞铜＞铝

【资料卡片】K金是指黄金和其它金属混合在一起的合金，K金的量度单位，是将纯金分为24份。根据在首饰中的黄金含量就分成不同

4

的K金，所以24K是指纯金，18K含黄金量就是18/24=75.0%。

【阅读】新型合金

【练习】1、有关合金的叙述不正确的是（

）

A、合金的熔点比它的各成分金属的熔点低

B、合金的硬度和强度一般比纯金属高

C、合金一定是金属熔合而成的物质

D、硬铝、黄铜和钢均为合金

2、用于飞机制造业的重要材料是（

）

A、Mg－Al合金

B、Cu－Sn合金

C、Al－Si合金

D、不锈钢

3、下列物质中属于金属材料的是（

）

A、氧化镁

B、金刚石

C、水

D、黄铜

4、下列物质中不属于合金的是（

）

A、不锈钢

B、白铜

C、高碳钢

D、金刚石

5、通常将24K的黄金称作为纯金。现有一位顾客购买了一件18K的黄金首饰，则这件首饰中黄金的含量约为（

）

A.70%

B.72%

C.75%

D.82%

【板书设计】

第三章

探索生活材料

第一节

合金

一、合金

1、定义

2、物理性质

3、性能优点

5

二、常用的合金

1、铁合金

2、铝合金

3、铜合金

4、新型合金

6