常见的金属材料_【期中】
常见的金属材料
建筑领域
铝合金在建筑领域中用于制作 门窗、幕墙等，具有美观、耐 用、防火等特点。
其他领域
铝合金还广泛应用于电子、化 工、包装等领域，如制造电子
产品外壳、化工设备等。
CHAPTER 04
不锈钢材料
不锈钢材料的定义与分类
定义
不锈钢是一种具有高耐腐蚀性的金属 材料，通常含有10.5%以上的铬，并 添加了其他合金元素以改善其耐腐蚀 性和其他性能。
金属材料的强度和硬度通常较高，具有优良的耐磨性和 抗疲劳性能。
金属材料具有良好的导电性和导热性，可以用于制造电 子元件和热交换器等。
金属材料的应用领域
在建筑领域，金属材料主要用于 结构支撑和装饰装修等方面，如 钢架、铝合金门窗等。
在交通领域，金属材料被用于制 造车辆和船舶等交通工具。
金属材料广泛应用于建筑、制造 、交通、航空航天等领域。
钢铁材料在航空航天领域中也有重要应用 ，如飞机、火箭等飞行器的制造。
CHAPTER 03
铝合金材料
铝合金材料的定义与分类
铝合金定义
铝合金是一种以铝为基体元素，添加其他金属或非金属元素组成的合金。
铝合金分类
根据合金组成和加工特点，铝合金可分为铸造铝合金和变形铝合金两类。
铝合金材料的性质与特点
物理性质
不锈钢材料可以用于建筑装饰、栏杆、门窗等领域，其美观耐 用、易于维护的特点深受用户喜爱。
CHAPTER 05
钛及钛合金材料
钛及钛合金材料的定义与分类
钛及钛合金材料的定义
钛是一种银白色金属，具有重量轻、强度高、耐腐蚀等特点。钛合金是由钛与其 他金属元素组成的合金。
钛及钛合金材料的分类
根据钛合金中添加的元素不同，钛合金可分为二元合金、三元合金和多元合金。
常用金属材料介绍
常用金属材料金属材料来源丰富，并具有优良的使用性能和加工性能，是机械工程中应用最普遍的材料，常用以制造机械设备、工具、模具，并广泛应用于工程结构中。
金属材料大致可分为黑色金属两大类。
黑色金属通常指钢和铸铁；有色金属是指黑色以外的金属及其合金，如铜合金、铝及铝合金等。
1.2.1 钢钢分为碳素钢（简称碳钢）和合金两大类。
碳钢是指含碳量小于2.11%并含有少量硅、锰、硫、磷杂质的铁碳合金。
工业用碳钢的含碳量一般为0.05%～1.35%。
为了提高钢的力学性能、工艺性能或某些特殊性能（如耐腐蚀性、耐热性、耐磨性等），冶炼中有目的地加入一些合金元素（如Mn、Si、Cr、Ni、Mo、W、V、Ti等），这种钢称为合金钢。
（一）碳钢1．碳钢的分类碳钢的分类方法有多种，常见的有以下三种。
（1）按钢的含碳量多少分类分为三类：低碳钢，含碳量<0.25%；中碳钢，含碳量为0.25%～0.60%；高碳钢，含碳量>0.60%。
（2）按钢的质量（即按钢含有害元素S、P的多少）分类分为三类：普通碳素钢，钢中S、P含量分别≤0.055%和0.045%；优质碳素钢，钢中S、P含量均≤0.040%；高级碳素钢，钢中S、P含量分别≤0.030%和0.035%。
（3）按钢的用途分类分为两类：碳素结构钢，主要用于制造各种工程构件和机械零件；碳素工具钢，主要用于制造各种工具、量具和模具等。
2．碳钢牌号的表示方法（1）碳素结构钢碳素结构钢的牌号由屈服点“屈”字汉语拼音第一个字母Q、屈服点数值、质量等级符号（A、B、C、D）及脱氧方法符号（F、b、Z）等四部分按顺序组成。
其中质量等级按A、B、C、D顺序依次增高，F代表沸腾钢，b代表镇静钢，Z代表镇静钢等。
如Q235-A·F表示屈服强度为235Mpa的A 级沸腾碳素结构钢。
（2）优质碳素结构钢优质碳素结构钢的牌号用两位数字表示。
这两位数字代表钢中的平均含碳量的万分之几。
例如45钢，表示平均含碳量为0.45%的优质碳素结构钢。
91常见的金属材料
91常见的金属材料
一、常见金属材料
1、钢材：钢是由铁和碳组成的合金材料，具有较强的延展性，可以
根据需要改变形状，是机械制造中最常用的材料，常见的金属材料有碳钢、合金钢、不锈钢、特殊钢等。
2、铝合金：铝合金是由铝和其他金属（锰、镁、锌、铜等）混合而
成的金属材料，具有较强的延展性和耐腐蚀性。
3、黄铜：黄铜是由铜和锡混合而成的金属材料，它具有良好的导电
性和耐腐蚀性，是电子电路等装置中常用的材料。
4、镍：镍是一种白色的金属，具有良好的导热性和较强的耐腐蚀性，能抵抗恶劣的环境，常被用于冶炼、化学、军事和工业等领域。
5、钛合金：钛合金是一种金属结构材料，它以活性钛为主要成分，
添加其他金属元素而成，具有优异的耐腐蚀性、优异的强度、优异的机械
性能和良好的可塑性，在航空航天、化学装备、船舶等行业中有广泛的应用。
6、锌：锌是一种灰黑色的金属，耐腐蚀性强，可以用于防止金属表
面的腐蚀，是空调、冰箱、汽车、电子产品等产品中常用的材料。
7、硅钢：硅钢是一种耐高温、耐腐蚀、耐磨性强的金属材料，由铬
钢和含硅金属元素混合而成。
常用金属材料的种类、性能特点及应用
金属材料与其他材料的复合应用
总结词
金属材料与其他材料如塑料、陶瓷等的复合 应用，可以发挥各自的优势，拓展了金属材 料的应用领域。
详细描述
金属材料与其他材料如塑料、陶瓷等的复合 应用已经成为一种新的发展趋势。通过将金 属材料与不同材料进行复合，可以发挥各自 的优势，弥补单一材料的不足，拓展金属材 料的应用领域。这种复合材料在汽车、电子 、建筑等领域具有广泛的应用前景，为金属
汽车工业
汽车车身材料
钢铁、铝等金属材料是汽车车身的主 要材料，它们具有高强度和良好的成 型性，能够满足汽车设计的各种需求 。
汽车零部件材料
金属材料还广泛应用于汽车零部件的 制造，如发动机、变速器、底盘等。 它们需要具有良好的力学性能、耐腐 蚀性和耐磨性。
航空航天
航空航天结构材料
铝、钛、钢等金属材料因其高强度、轻质和良好的耐腐蚀性而被广泛应用于航 空航天领域。它们能够满足航空器在高速、高海拔和极端环境下的性能要求。
塑性
金属材料在受力后发生屈服， 产生永久变形而不破坏的能力 。
高强度材料
如钢铁、钛合金等，常用于结 构件和承重部件。
塑性好的材料
如纯铜、铝等，易于加工成型 。
硬度与耐磨性
硬度
金属抵抗其他物质压入 其表面的能力。
耐磨性
高硬度材料
耐磨材料
金属抵抗磨损的能力。
如硬质合金、碳化钨等， 用于制造切削工具和耐
磁性材料
铁、钴、镍等金属及其合金具有磁性，是制造各种磁性器件的主要原料，如电磁 铁、发电机和变压器等。
04 金属材料发展趋势
高性能金属材料
总结词
高性能金属材料具有高强度、高韧性、耐腐蚀等特性，广泛应用于航空航天、汽车、能 源等领域。
常用金属材料的类型及应用
常用金属材料的类型及应用1.铁质材料：铁质材料是最常用的金属材料之一，常见的有铁、钢和铸铁。
铁质材料具有良好的强度和刚性，广泛应用于建筑、桥梁、机械制造、汽车制造等领域。
-铁：纯铁具有良好的导电性和导热性，常用于电线、电缆、发电机的铁芯等电气设备。
-钢：钢是铁和碳的合金，强度较高，耐腐蚀性能好。
常用于建筑结构、汽车、船舶、机械设备等制造。
-铸铁：铸铁的铸造性好，具有较高的耐磨性和耐蚀性。
常用于制造发动机缸体、齿轮、机床床身等。
2.铝质材料：铝质材料具有低密度、良好的导热性和抗腐蚀性能。
常见的有纯铝、铝合金等。
广泛应用于航空航天、汽车、电子设备等领域。
-纯铝：纯铝具有优良的导电性和导热性，常用于电子设备的散热器、铝箔、电线等制造。
-铝合金：铝合金通过添加其他元素来改善其性能，如增加强度、耐腐蚀性等。
常用于飞机、汽车、摩托车、自行车等制造。
3.铜质材料：铜质材料具有良好的导电性和导热性，同时还具有较高的塑性和耐腐蚀性。
常用于电气设备、管道、制冷设备等领域。
-纯铜：纯铜具有优良的导电性，常用于电线、电缆、电子设备的制造。
-铜合金：铜合金通过添加其他元素来改变其性能，如增加强度、耐腐蚀性等。
常用于制造管道、制冷设备、锅炉等。
4.镁质材料：镁质材料具有低密度、高强度和良好的耐腐蚀性能。
常用于航空航天、汽车、电子设备等领域。
-纯镁：纯镁具有良好的导热性和导电性，常用于电子设备的散热器、航空航天等。
-镁合金：镁合金通过添加其他元素来改善其性能，如增加强度、耐腐蚀性等。
常用于汽车、摩托车、自行车等制造。
除了上述常用的金属材料，还有其他一些常见的金属材料，如锌、锡、钛等，它们在不同领域有着特定的应用。
总体而言，金属材料是工业生产中不可或缺的材料，广泛应用于建筑、机械制造、电子设备、航空航天等领域。
随着科技的进步和工艺的改善，金属材料的性能不断提升，不仅能够满足各种需求，还能够推动工业的发展。
常用金属材料
常用金属材料
常用金属材料是指在工业生产和日常生活中广泛应用的金属材料。
以下是几种常用金属材料的介绍：
1. 钢：钢是最常用的金属材料之一。
它具有高强度、耐磨、
耐腐蚀等优点，广泛应用于建筑、汽车、船舶、机械等领域。
根据不同的成分和处理方式，钢可分为低碳钢、中碳钢、高碳钢、合金钢等多种类型。
2. 铝：铝是一种常见的轻质金属材料，具有高强度、良好的
耐氧化性和导电性，重量轻、可回收再利用等优点。
它广泛应用于航空航天、汽车、建筑、电子等领域，如飞机、汽车车身、电线电缆等。
3. 铜：铜是一种导电性能优良的金属材料，具有良好的可塑
性和耐腐蚀性。
它广泛应用于电子、电气、建筑、水暖设备等领域。
例如，电线电缆、电机、管道等都是使用铜制成的。
4. 不锈钢：不锈钢是一种耐腐蚀性能优良的合金材料，含有
至少11%的铬元素。
它具有高强度、良好的耐高温性和美观
的外观特点，广泛应用于建筑、厨具、医疗器械、航空航天等领域。
5. 铁：铁是最早被人类应用的金属材料之一。
具有良好的机
械性能和导电性能，广泛应用于建筑、机械、交通等领域。
例如，钢铁结构、轨道交通等都是使用铁制成的。
6. 锌：锌是一种具有良好耐腐蚀性的金属材料，通常被用作防护层，如锌镀层用于防锈和表面处理。
此外，锌也常被用于电池、合金制造等领域。
以上是常用金属材料的一些介绍。
这些金属材料在不同的场合和需求下发挥着重要的作用，为工业和日常生活提供了便利和支持。
8种常见金属材料
8种常见⾦属材料1铸铁——流动性下⽔道盖⼦作为我们⽇常⽣活环境中不起眼的⼀部分，很少会有⼈留意它们。
铸铁之所以会有如此⼤量⽽⼴泛的⽤途，主要是因为其出⾊的流动性，以及它易于浇注成各种复杂形态的特点。
铸铁实际上是由多种元素组合的混合物的名称，它们包括碳、硅和铁。
其中碳的含量越⾼，在浇注过程中其流动特性就越好。
碳在这⾥以⽯墨和碳化铁两种形式出现。
铸铁中⽯墨的存在使得下⽔道盖⼦具有了优良的耐磨性能。
铁锈⼀般只出现在最表层，所以通常都会被磨光。
虽然如此，在浇注过程中也还是有专门防⽌⽣锈的措施，即在铸件表⾯加覆⼀层沥青涂层，沥青渗⼊铸铁表⾯的细孔中，从⽽起到防锈作⽤。
⽣产砂模浇注材料的传统⼯艺如今被很多设计师运⽤到了其他更新更有趣的领域。
材料特性：优秀的流动性、低成本、良好的耐磨性、低凝固收缩率、很脆、⾼压缩强度、良好的机械加⼯性。
典型⽤途：铸铁已经具有⼏百年的应⽤历史，涉及建筑、桥梁、⼯程部件、家居、以及厨房⽤具等领域。
2不锈钢——不锈的爱不锈钢是在钢⾥融⼊铬、镍以及其他⼀些⾦属元素⽽制成的合⾦。
其不⽣锈的特性就是来源于合⾦中铬的成分，铬在合⾦的表⾯形成了⼀层坚牢的、具有⾃我修复能⼒的氧化铬薄膜，这层薄膜是我们⾁眼所看不见的。
我们通常所提及的不锈钢和镍的⽐例⼀般是18：10。
“不锈钢”⼀词不仅仅是单纯指⼀种不锈钢，⽽是表⽰⼀百多种⼯业不锈钢，所开发的每种不锈钢都在其特定的应⽤领域具有良好的性能。
20世纪初，不锈钢被引⼊到产品设计领域中，设计师们围绕着它的坚韧和抗腐蚀特性开发出许多新产品，涉及到了很多以前从未涉⾜过的领域。
这⼀系列设计尝试都是⾮常具有⾰命性的：⽐如，消毒后可再次使⽤的设备⾸次出现在医学产业中。
不锈钢分为四⼤主要类型：奥⽒体、铁素体、铁素体-奥⽒体(复合式)、马⽒体。
家居⽤品中使⽤的不锈钢基本上都是奥⽒体。
材料特性：卫⽣保健、防腐蚀、可进⾏精细表⾯处理、刚性⾼、可通过各种加⼯⼯艺成型、较难进⾏冷加⼯。
常用金属材料有哪些
常用金属材料有哪些
常用金属材料有很多种，以下是常见的几种常用金属材料：
1. 铁：铁是人类最早使用的金属材料之一，包括普通碳钢、合金钢等。
铁具有良好的机械性能和可塑性，广泛用于建筑、制造和交通等领域。
2. 铝：铝具有轻量、耐腐蚀和导电等特性，广泛应用于制造航空航天器件、汽车零部件、电子产品和包装材料等领域。
3. 铜：铜具有优良的导电性和导热性能，广泛应用于电子、通信、建筑和制冷等领域。
同时，铜还是许多合金材料的主要成分，如青铜和黄铜等。
4. 锌：锌主要用于制造镀锌钢、锌合金和无极镀锌铁制品等。
锌具有良好的耐腐蚀性能，常用于防腐蚀处理。
5. 镍：镍主要用于制造不锈钢、高温合金和镍铁电池等。
镍具有耐腐蚀性、高熔点和抗磨损性能。
6. 钛：钛具有轻量、高强度和耐腐蚀性，常用于制造航空航天器件、医疗器械和化工设备等。
7. 钢：钢是铁和碳的合金，具有硬度、韧性和可塑性等特性。
钢广泛应用于建筑、汽车、制造和工程领域。
8. 铝合金：铝合金由铝和其他金属元素组成，具有轻量、高强
度和耐腐蚀性等特点，常用于航天航空、汽车和电子等领域。
9. 镁合金：镁合金具有轻量、高强度和良好的机械性能，常用于航空航天器件、汽车零部件和电子产品等制造。
10. 不锈钢：不锈钢具有良好的耐腐蚀性能和高温强度，常用
于厨具、化工设备和医疗器械等领域。
总之，常用金属材料有铁、铝、铜、锌、镍、钛、钢、铝合金、镁合金和不锈钢等，它们在各个领域都有广泛的应用。
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第一节常见的金属材料
【基础巩固】
一、选择题：（每小题只有一个选项符合题意）
1．日常生活中下列物质的主要成分不属于金属的是( )
A．锅B．碗C．钥匙D．防盗门
2．下列不是金属元素的是( )
A．Al B．Fe C．Cu D．S
3．物质的性质决定用途。
下列物质的用途和性质一致的是( )
A．铜导电性好作导线B．铝密度小作飞机材料
C．金延展性好做成金箔D．银导热性好作装饰品
4．关于纯铁的颜色的描述正确的是( )
A．红色B．银白色C．黄色D．黑色
5．铁在纯氧中燃烧，其生成物是( )
A．FeO B．Fe2O3C．FeO和Fe2O3D．Fe3O4
６．下列金属中，能被磁铁吸引的金属是( )
A．铁片B．铝片C．铜片D．都能
７．下列物质中，不能导电的是( )
A．铁片B．铝片C．铜片D．电线外层塑料
８．常用于制造电线、电缆的金属是（）
A．铁B．铜C．锌D．镁
９．铜具有独特的导电性能，是铝所不能代替的，在今天电子工业迅速发展的时代，这个古老的金属又恢复了它的青春。
铜正在被广泛的应用。
下列物质中不会用到铜的是( )
A．计算机主板B．印刷电路板C．食堂IC卡D．造房子用的钢筋
10．关于铝的叙述下列错误的是( )
A．是地球上含量最多的金属元素B．可用作飞机的结构材料
C．可用作车床的刀具材料D．可用于日常器皿
二、填空题
11．写出除铁、铝、铜外，你所知道或见过的金属的名称和元素符号：
(至少写出三种) 12．请从铜、锌、钛、铁、钙、银、铝、汞、钨等金属中选取合适的答案填入下面空格中：（1）用于干电池的是；
（2）广泛地应用于制造电线、电缆的是；
（3）广泛用于航空工业、造船工业和化学工业、医学材料的是；
（4）铁栏杆外层涂料的“银粉”大多是；
（5）温度计中银白色的液体是；
（6）热水瓶内胆壁常镀一层银白色物质中有。
13．铝的物理性质有①硬度；②密度；③颜色；
④导热性⑤导电性。
14．把某种金属用小刀轻轻切下一小块放入盛水的烧杯中，观察到该金属能与水剧烈反应，并放出热量，本身熔化成银白色的小球，浮在水面上。
根据以上叙述，推断该金属的物理性质有：①硬度；②熔点；③密度；④颜色。
15．小黄同学在做金属导电实验中，发现连接上铜片后小灯泡未亮。
请你帮他分析出现上述现象的可能原因有
①；
②；
③；
④。
16．某钢铁厂高炉炼铁的主要反应过程如下：
焦炭
(1)请在方框内填入相应物质的化学式。
(2)写出步骤①②③的化学方程式：①
②③
(3)从高炉上排出的废气叫高炉废气，请推测高炉废气的主要成份为。
17．成语“百炼成钢”的化学含义是将反复烧红的生铁在空气中不断锤打，转化为钢。
请写出其中重要的化学方程式：
18．合金具有许多良好的物理性能和化学性能，应用十分广泛。
请写出两种常见的合金：。
三、简答题：
19．现有电线中的铜丝、衣服上的布条、铁钉、易拉罐上的铝片、干电池中的锌皮等物质，请从中找出与其它物质性质不同的物质，并说明不同之处。
20．科学家发现了一种新金属，它的一些性质如表所示：
这种金属表面有一层保护层，试设想这种金属的可能用途。
三、实验题：
熔点密度强度导电性导热性抗腐蚀性
2500℃3g·㎝-3与钢相似良好良好优异
过量空气、高温
①
焦炭、高温
②
赤铁矿、高温
③
生铁
21．津津同学为弄清锌有哪些物理性质，从普通五号干电池中取出锌皮进行下
列实验，请填写：
实验方法 实验现象 由此得出锌具有的物理性质
1．细砂纸打磨锌片后，观察它的颜色和光泽
2．试试它是否易被弯曲、折断
3．用手拿锌片的一端，在酒精灯上方烘烤它的另一端
4．用电池和小灯泡试试导电性
5．用磁铁吸引锌皮
22．如图5-2所示，指出A 、B 、C 处出现的现象，并写出化学方程式。
(1)上图实验装置的目的
是 。
(2)写出以下几处发生的现象，并写出化学方程式。
A ： ， 。
B ： ，。
C ： ， 。
16．为了研究炼铁原理,在老师的指导下，同学们在实验室的通风橱内利用如下图所示装置（其他实验用品略），进行一氧化碳与氧化铁反应的实验，请你一起参与。
⑴实验室制得的一氧化碳中常混有二氧化碳和水蒸气，欲用纯净、干燥的
一氧化碳还原氧化铁并检验生成的气体，上述装置的正确连接顺序是：制得的CO → （填装置序号，装置不得重复使用） ⑵装置A 的作用是 ；
⑶装置D 的玻璃管内发生反应的化学方程式为 。
⑷该实验产生的尾气会造成环境污染，请你提出处理尾气的方法 。
2．下面如图所示为常见气体制备、干燥和性质实验的部分仪器。
试根据题目要 求，回答下列问题：
(1)欲在实验室中制备并收集干燥的二氧化碳气体。
①所选仪器的连接顺序为 (填写仪器序号字母)。
②仪器A 中，发生反应的化学方程式为 。
(2)欲用一氧化碳气体测定某不纯氧化铁样品的纯度(
杂质不反应)，并验证反应中气体生成物的性质。
所选仪器的连接顺序为：D →B →C 。
①仪器B 中看到的现象是 。
②仪器C 的作用是 。
③通过测量反应前、后D 处大玻璃管的质量变化，来计算氧化铁样品的纯度。
若实验结束后大玻璃管中的物质里还有少许红色氧化铁，则计算出样品纯度的结果将 (填 “偏大”“偏小”“不受影响”其中之一)。
四、计算题：
23．在炼钢过程中需要用抽样的方法对产品的技术指标及时进行检测。
现
取12 g 样品，在足量的氧气中充分燃烧，收集到0.11 g 二氧化碳。
计算此样品中碳的质量分数，并判断该样品是否达到钢的要求。
答案
１.B 2.D 3.D 4.B 5.Ｄ 6.A 7.D 8.Ｂ 9.D 10.C
11.银Ag 金Au 铂Pt 钙Ca 等
12.(1)锌（２）铜（３）钛（４）铝（５）汞（６）银
13.小小银白良好良好
14.较软较低小于水银白色
15.导线未连接好电池没有电铜片表面氧化膜未用砂纸打磨完全
16.CO2CO C＋O2＝＝CO2 C＋CO2＝＝2CO 3CO＋Fe2O3＝＝2Fe＋3CO2
17. C＋O2＝＝CO2
18.黄铜铝合金不锈钢等
19.衣服上的布条颜色没有金属光泽硬度柔软导电性、导热性差
20.作导电材料；飞机、轮船外壳材料
21.
实验方法实验现象由此得出锌具有的物理性质
1．细砂纸打磨锌片后，观察它的颜色和光泽银白色光
亮
有金属光泽
2．试试它是否易被弯曲、折断能变弯曲、折
断
有一定的硬度
3．用手拿锌片的一端，在酒
精灯上方烘烤它的另一端
手上有热感有导热性
4．用电池和小灯泡试试导电
性
灯泡发亮有导电性
5．用磁铁吸引锌皮不能吸引无磁性
22探究铁的冶炼原理
红色粉未变为黑色3CO＋Fe2O3＝＝2Fe＋3CO2 澄清石灰水变浑浊CO2＋Ca(OH)2＝＝CaCO3↓＋H2O 燃烧火焰呈蓝色2CO＋O2＝＝2CO2
16、(1)CO----B---C----A-----D;(2)吸收水分，干燥气体
(3)3CO＋Fe2O3＝＝2Fe＋3CO2 (4)点燃烧掉或用气球收集后集中处理
2、1)①A→E→F ②CaCO3+2HCl==CaCl2+CO2↑+H2O
(2)①澄清的石灰水变浑浊②处理尾气，防止有毒的CO污染空气
③偏小23、解：0.11 g二氧化碳中碳元素的质量为：0.11 g ×100%=0.03g，
样品中碳元素的质量分数为：100%=0.25%，
此样品达到钢的要求．
C+O2==CO2
12 44
X 0.11
12:X=44;0.11
X=0.03g
0.03/12=0.25%
该样品是钢。
并且是低碳钢。
点燃。