第一节　合金国家获奖教案

第三章

探索生活材料

第一节

合金

一、教学目标

（1）知识与技能

1.知道生活中常见合金的组成。

2.了解铁合金、铝合金和铜合金的组成、性能和用途。

（2）过程与方法

1.通过学生自主阅读教材以及教师的引导。

（3）情感态度与价值观

1.了解铁合金、铝合金和铜合金的组成、性能和用途。

二、教学重难点

教学重点

1.知道生活中常见合金的组成。

教学难点

1.了解铁合金、铝合金和铜合金的组成、性能和用途

三、课时：第2课时

四、教学方法：讲授法、小组讨论法

五、教学手段：PPT 六、教学过程

复习回顾：什么是合金？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。

新课导入：展示日常生活中常用的金属制品

合金的分类

1．铁合金

生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金。生铁的含碳量为2%～4.3%，钢的含碳量为0.03%～2%。钢一般可以分为碳素钢和合金钢两大类。根据含碳量不1

同，碳素钢可以分为高碳钢、中碳钢和低碳钢；含碳量高，硬度较大；含碳量低，韧性较强。不锈钢是最常见的一种合金钢，其中除了含有铁元素外，还主要有铬和镍元素。钢是用量最大、用途最广的合金。

讨论与思考：将日常生活中常见的铁合金进行分类

铁锅、井盖

生铁

烧水壶

不锈钢

铁轨

锰钢

阅读教材相关内容分析总结铁合金的种类以及性能：

生铁（铁碳合金，含碳2%～4.3%，硬度大、抗压性强、性脆，用于制造机座、管道）

高碳钢（硬度较大）

铁

碳素钢

中碳钢

合

低碳钢（韧性较好）

金

钢

含碳0.03%~2%，

不锈钢（Cr 18%，Ni 8%）

延展性、机械性能好，

合金钢

用于制造机械和交通工具。

锰钢（增加强度和韧性）

2．铝合金和铜合金

1铝合金

纯铝的硬度和强度较小，向铝中加入少量的合金元素如Cu、Mg、Si、Mn、Zn及稀土元素等可制成铝合金。例如：硬铝：含Cu 4%、Mg 0.5%、Mn 0.5%、Si 0.7%。

2铜合金

黄铜(Cu-Zn合金，含Zn 20%～36%)，青铜(Cu-Sn合金，含Sn 10%～30%)。

早在3000多年前的商代，我国就已经制造和使用青铜器了！

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生活中的铝合金和铜合金图片展示。

思考与讨论（教材P47）：

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。

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。

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

3．新型合金

(1)储氢合金是一类能够大量吸收H2，并与H2结合成金属氢化物的材料。

(2)钛合金、耐热合金和形状记忆合金等新型合金广泛应用于卫星、航空航天、生物工程和电子工业等领域。

储氢合金、钛合金和记忆合金特点及应用

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三、归纳总结

名称

生铁

组成

含碳量2%～4.3% 含碳量0．03%～

2% 铝合金

主要性质

主要用途

硬度大、抗压、性铸造机座、管道脆

等

铁合金

钢

良好延展性、机械用途最广、用量性能好

最大的合金材料

含有10%～30%的强度和硬度都比纯火箭、飞机、轮镁

铝和纯镁大

船等制造业

硬铝

含铜4%、镁0.5%、强度和硬度都比纯火箭、飞机、轮锰0.5%、硅0.7% 铝大

船等制造业

机器零件如轴承、齿轮等

机器零件如轴承、齿轮等

用于宇航、飞机、造船、化学工业

金饰品、电子元件、钱币、笔尖

含锌20%～36%，有良好的强度和塑铜合金

青铜

黄铜

常加入少量锡、铅、性、易加工、耐腐铝

含锡10%～30% 蚀

有良好的强度和塑性、耐磨、耐腐蚀

耐高温、耐腐

蚀、高强度

有光泽、易加工、耐磨、耐腐蚀、易导电

钛合金

含铝6%、钒4% 金合金

加入银、铜、稀土元素等

四、课堂练习

1. 下列有关金属及其合金的说法不正确的是(

) A.我国目前流通的硬币是由合金材料制造的

B.生铁、普通钢和不锈钢中的含碳量依次增加

C.镁在空气中燃烧发出耀眼的白光,可用于制作照明弹

D.日用铝制品表面覆盖着氧化膜,对内部金属起保护作用

解析：生铁、普通钢和不锈钢中的含碳量依次降低,B项错误。

答案：B 4

2. 下列关于合金与纯金属性质的说法中不正确的是(

) A.合金是由两种或多种金属(或金属与非金属)组成的混合物,没有固定的熔点

B.由相同的金属组成不同含量的合金,其性质也可能有所差别

C.合金与金属一样能导热,具有较好的延展性

D.合金的性能在很多方面比纯金属更加优越,所以应用更加广泛

解析：A项中由于合金具有特定的组成,所以其熔点也是固定的,A错误;合金具有金属的特性,所以其导热性和延展性也很好,C正确;由相同的金属组成不同含量的合金,即其性质可以通过金属的成分和含量进行调控,B、D正确。

答案：A 3．通常说的不锈钢的成分是(

) A．锰钢

B．钨钢

C．镍

、铬钢

D．高碳钢

解析

不锈钢的合金元素主要是铬、镍、铁、碳，故选C。

答案

C 4. 钛及其合金以其优异的性能赢得了人们的普遍赞誉,人们将它称为21世纪金属。下列关于钛及其合金的说法中不正确的是(

) A.有人将铁、铜、铝、钛分别称为第一、二、三、四代金属

B.钛有“空间金属”的美称,同时又兼有“深海金属”的美名

C.钛钽合金,放在沸腾的HNO3溶液中浸泡,每次连续浸泡96 h,仅有极少量被腐蚀,所以它在某些化工设备中取代了不锈钢

D.钛还有一个奇特的性能,植入人体后不会引起排异反应,加之它与骨骼密度相仿,故成为比较理想的人造骨材料

解析：A

铜的发现和使用要早于铁,所以第一代金属为铜而不是铁。

5.钢铁是铁碳合金的总称,其强度高、价格便宜、应用广泛。在以下关于不锈钢和普通钢的认识中,你认为正确的是(

) A.它们的组成元素是相同的

B.耐腐蚀的性能不同

C.它们都属于钢,因此物理性质相同

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D.构成普通钢和不锈钢的主要元素都是铁,因此它们的化学性质相同

解析:不锈钢是在普通钢的基础上加入Cr、Ni等多种元素炼成的钢材,它具有在常温下、空气中不易生锈的特点,B项正确。

答案:B 6.在核电站中,作为动力系统的核反应堆的第一层护罩是锆锡合金外壳,第二层护罩是压力仓(即一个坚固结实的大锅),第三层护罩是最坚固的钢和混凝土制成的非常厚的球体。下列叙述错误的是(

) A.锆锡合金、钢、混凝土都属于混合物

B.钢的硬度和熔沸点都高于纯铁

C.锆锡合金和钢属于金属材料, 混凝土属于传统的硅酸盐材料

D.在高温下,钢和水蒸气可发生反应产生氢气解析:钢是铁碳合金,其硬度大于纯铁, 但熔点低于纯铁。

答案:B 四、作业布置

教材P48课后习题

五、板书设计

合金

1.铁合金

（1）生铁

（2）钢

2.铝合金

（1）硬铝

3.铜合金

（1）黄铜（Cu-Zn合金）

（2）青铜（Cu-Sn合金）

4.新型合金

（1）储氢合金

（2）钛合金

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（3）耐热合金

（4）形状记忆合金

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