金属材料5-1
金属硬度10级对照表
金属硬度10级对照表
摘要：
1.金属硬度概述
2.摩氏硬度标准
3.10 级硬度金属对照表
4.硬度与金属的实用性
正文：
一、金属硬度概述
金属硬度是指金属材料抵抗外力侵蚀或划痕的能力。
在日常生活中，我们常常会接触到各种金属制品，如黄金、白银、铜、铁等。
这些金属的硬度各不相同，因此了解金属硬度对于选择和使用金属材料具有重要意义。
二、摩氏硬度标准
摩氏硬度是以矿物的划痕程度为依据来划分矿物硬度的标准。
摩氏硬度共分为10 个等级，从1 级到10 级。
其中，1 级最软，10 级最硬。
矿物的硬度越高，其抗磨损能力越强。
三、10 级硬度金属对照表
根据摩氏硬度标准，10 级硬度金属对照表如下：
1 级：滑石（Talc）
2 级：石膏（Gypsum）
3 级：方解石（Calcite）
4 级：萤石（Fluorspar）
5 级：磷灰石（Apatite）
6 级：长石（Feldspar）
7 级：石英（Quartz）
8 级：黄玉（Topaz）
9 级：刚玉（Corundum）
10 级：金刚石（Diamond）
四、硬度与金属的实用性
金属的硬度直接影响其抗磨损、抗切割和抗拉伸能力。
在日常生活中，我们根据金属的硬度选择合适的金属材料。
例如，黄金虽然价格昂贵，但其硬度较低，容易变形，所以黄金首饰通常不会用于制作戒指等容易磨损的饰品。
而铂金硬度较高，抗磨损能力较强，因此适合制作戒指等饰品。
总之，了解金属硬度有助于我们更好地选择和使用金属材料。
1 金属材料的主要性能解析
27
ak不能直接用于强度方面计算，但可作为鉴
影响ak因素:材料的化学成分、显微组织、试 样的表面质量、热处理工艺以及试验温度等。
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动画 冲击试验
27
Titanic沉没原因
——含硫高的钢板， 韧性很差，特别是在低温 呈脆性。所以，冲击试样 是典型的脆性断口。近代 船用钢板的冲击试样则具 有相当好的韧性。
一、金属材料的主要性能
2018/10/5
1
金属材料具有许多的可贵的性能，一般分为两大类：
使用性能
力学性能 物理性能 化学性能
工程材料的性能
铸造性能 可锻性能 工艺性能 可焊性能 切削加工性能 热处理性工艺性
2
2018/10/5
金属材料的主要性能
1.使用性能 ――反映金属材料在使用过程中所表现出的特性。
包括： 力学性能： （强度、塑性、硬度、韧性、疲劳强度等） 物理性能： （密度、熔点、热膨胀性、导热性、导电性、 磁性等） 化学性能： （抗大气、海水及其它介质腐蚀、抗高温氧化等
2. 工艺性能 ――反映金属材料在加工制造过程中所表现出来的特性。
包括：铸造特性、压力加工特性、焊接特性、热处理特性、切削加工 特性等。 在选择和应用金属材料时，一般无特殊要求时，首先考虑金属材料的 使用性能，而在使用性能中，又主要以力学性能（机械性能）为主，因 此作为本章讨论的重点。
Titanic
一项新的科学研究回答了80年未解之谜
Titanic 号钢板（左图）和近代船用钢板（右图）的冲击试验结果
2018/10/5 28
金属材料的主要性能—疲劳强度
28
4、疲劳强度σr，N（交变载荷）
定义： 表示材料经无数次交变载荷作用而不致引起断裂的最大应力值。 承受载荷的大小和方同随时间作周期性变化，交变应力作用下，往往 在远小于强度极限，甚至小于屈服极限的应力下发生断裂。 钢材的循环次数一般取 N = 107;有色金属的循环次数一般取 N = 108 钢材的疲劳强度与抗拉强度之间的关系:σ-1 = (0.45～0.55)σb
材料科学基础——第五章答案
第五章答案5-1略。
5-2何谓表面张力和表面能？在固态和液态这两者有何差别？解：表面张力：垂直作用在单位长度线段上的表面紧缩力或将物体表面增大一个单位所需作的功；σ=力/总长度（N/m）表面能：恒温、恒压、恒组成情况下，可逆地增加物系表面积须对物质所做的非体积功称为表面能；J/m2=N/m液体：不能承受剪应力，外力所做的功表现为表面积的扩展，因为表面张力与表面能数量是相同的；固体：能承受剪切应力，外力的作用表现为表面积的增加和部分的塑性形变，表面张力与表面能不等。
5-3在石英玻璃熔体下20cm处形成半径5×10－8m的气泡，熔体密度为2200kg/m3，表面张力为0.29N/m，大气压力为1.01×105Pa，求形成此气泡所需最低内压力是多少？解：P1（熔体柱静压力）=hρg=0.2×2200×9.81=4316.4Pa附加压力=2×0.29/5×10-8=1.16×107Pa故形成此气泡所需压力至少为P=P1+△P+P大气=4316.4+1.16×107+1.01×105=117.04×105Pa5-4（1）什么是弯曲表面的附加压力？其正负根据什么划分？（2）设表面张力为0.9J/m2，计算曲率半径为0.5μm、5μm的曲面附加压力？解：（1）由于表面张力的存在，使弯曲表面上产生一个附加压力，如果平面的压力为P0，弯曲表面产生的压力差为△P，则总压力为P=P0+△P。
附加压力的正负取决于曲面的曲率，凸面为正，凹面为负。
（2）根据Laplace公式：可算得△P=0.9×（1/0.5+1/5）=1.98×106Pa5-5什么是吸附和粘附？当用焊锡来焊接铜丝时，用挫刀除去表面层，可使焊接更加牢固，请解释这种现象？解：吸附：固体表面力场与被吸附分子发生的力场相互作用的结果，发生在固体表面上，分物理吸附和化学吸附；粘附：指两个发生接触的表面之间的吸引，发生在固液界面上；铜丝放在空气中，其表面层被吸附膜（氧化膜）所覆盖，焊锡焊接铜丝时，只是将吸附膜粘在一起，锡与吸附膜粘附的粘附功小，锉刀除去表面层露出真正铜丝表面（去掉氧化膜），锡与铜相似材料粘附很牢固。
金属材料(第2课时 常见的合金及应用)-高一化学课件(人教2019必修第一册)
√B．b点时溶液中发生的反应为Fe＋Cu2＋===Cu＋Fe2＋
C．c点时加入的铁粉与Cu2＋反应
√D．原溶液中Fe2(SO4)3和CuSO4的物质的量之比为1∶2
11．硫酸铁铵[NH4Fe(SO4)2·xH2O]是一种重要铁盐。为充分利用资源，
6．将m g镁铝合金投入500 mL 2 mol·L－1的盐酸中，固体完全溶解， 收集到气体5.6 L(标准状况下)。向反应所得溶液中加入4 mol·L－1的氢 氧化钠溶液，沉淀质量的最大值为13.60 g，则m的值为( A ) A．5.10 B．8.50 C．9.35 D．11.48
7．将一定质量的Al、Mg混合物加入足量的盐酸中，充分反应后得 到标准状况下的氢气8.96 L；如果将等质量的该混合物加入足量的 NaOH溶液中，充分反应后得到标准状况下的氢气6.72 L。 (1)混合物与NaOH溶液反应的离子方程式为 ___2_A_l_＋__2_O__H__－_＋__2_H__2_O_=__=_=__2__A_l_O_2_－__＋__3_H_2_↑_________。 (2)求混合物中各成分的质量。
A.①② B.①③ C.①④ D.②④
(3)镁、铝合金与盐酸完全反应后，加入过量的氢氧化钠溶液，最后的结 果是 C 。 A.没有沉淀物生成 B.只有氢氧化铝沉淀生成 C.只有氢氧化镁沉淀生成 D.有氢氧化铝和氢氧化镁沉淀生成
10.现代建筑的门窗架常用电解加工成的古铜色硬铝制造。取硬铝样品 进行如下实验(每一步试剂均过量),由此可以推知硬铝的组成可能为
第三章 第二节 金属材料
第2课时 常见的合金及应用 Nhomakorabea一、铁合金
一 铁合金 1.合金：合金属于混合物,合金的机械性能一般 优于 各成分金属;合金的 硬度一般 高于 它的各成分金属。 2.铁合金 生铁和钢是含碳量不同的两种铁碳合金。 (1)生铁:含碳量为2%~4.3% 的铁碳合金称为生铁。生铁硬度 大 、抗压, 性脆、可以铸造成型,是制造机座、管道的重要材料。
人教版化学九年级下册第八单元课题一金属材料教学设计
第八单元金属和金属材料课题1 金属材料一、教学目标：知识与技能:1、知道金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。
2、了解金属的发展史。
3、了解金属的物理性质，知道物质的性质在很大程度决定了物质的用途，但同时还需考虑其他因素。
4、知道常见金属与氧气的反应。
5、初步认识金属与酸的反应。
6、初步认识金属活动性顺序表，初步会应用金属活动性顺序表解决问题。
过程与方法：1、通过学生自身对生活的观察，认识到金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。
2、通过学生自身收集信息，认识金属的发展史。
3、学习科学探究的方法，初步尝试用控制变量法探究金属的活动性。
4、通过比较学习，帮助学生形成获得信息和处理信息的能力，通过资源共享，培养学生的合作参与意识，实现课堂上学生为主题的教学目标。
情感态度与价值观：1、通过对日常生活广泛使用金属材料的了解，对金属物理性质的了解，是学生体会到学习化学的价值。
2、让学生体会到科学探究对知识构建的意义。
3、在实验探究中，培养学生与别人交流、合作的能力，增强学生的协作精神，培养学生严谨、认真、实事求是的科学态度。
二、教学重点与难点重点：1、了解金属的物理性质。
2、通过实验探究掌握金属与酸的反应，继而熟悉金属活动性顺序表。
3、通过所学知识解决生活问题。
难点：1、实验操作中安全问题，并通过实验总结知识。
2、金属活动性顺序的应用。
3、化学方程式的书写。
三、教学对象分析学生已经对日常生活中使用金属材料的制品有了一些了解，也初步具备了一定的实验操作能力、实验观察能力，分析与解决问题的能力。
但是，学生对金属的了解还不够系统，尤其对金属的化学性质还不够了解，对模仿书写化学方程式的能力还有点弱，对用化学知识解决生活中问题的能力也不足。
四、教学方法：讲授法、讨论法、提问法、实验法、游戏法等五、课前准备：提前一周布置学生的活动：1、充分利用网络、书籍等途径，收集整理材料，制作ppt“大力神杯”、“金属的发展史”。
金属材料的力学性能指标
金属材料的力学性能指标金属材料是工程中常用的材料之一，其力学性能指标对于材料的选择和设计具有重要意义。
力学性能指标是评价金属材料力学性能的重要依据，主要包括强度、韧性、塑性、硬度等指标。
下面将对金属材料的力学性能指标进行详细介绍。
首先，强度是评价金属材料抵抗外部力量破坏能力的指标。
强度可以分为屈服强度、抗拉强度、抗压强度等。
其中，屈服强度是材料在受到外部力作用下开始产生塑性变形的应力值，抗拉强度是材料在拉伸状态下抵抗破坏的能力，抗压强度是材料在受到压缩力作用下抵抗破坏的能力。
强度指标直接影响着材料的承载能力和使用寿命。
其次，韧性是材料抵抗断裂的能力。
韧性指标包括冲击韧性、断裂韧性等。
冲击韧性是材料在受到冲击载荷作用下抵抗破坏的能力，断裂韧性是材料在受到静态载荷作用下抵抗破坏的能力。
韧性指标反映了材料在受到外部冲击或载荷作用下的抗破坏能力，对于金属材料的使用安全性具有重要意义。
再次，塑性是材料在受力作用下产生塑性变形的能力。
塑性指标包括伸长率、收缩率等。
伸长率是材料在拉伸破坏前的延展性能指标，收缩率是材料在受力破坏后的收缩性能指标。
塑性指标直接影响着金属材料的加工性能和成形性能，对于金属材料的加工工艺和成形工艺具有重要影响。
最后，硬度是材料抵抗划伤、压痕等表面破坏的能力。
硬度指标包括洛氏硬度、巴氏硬度等。
硬度指标反映了材料表面的硬度和耐磨性能，对于金属材料的耐磨性和使用寿命具有重要意义。
综上所述，金属材料的力学性能指标是评价材料性能的重要依据，强度、韧性、塑性、硬度等指标直接影响着材料的使用性能和工程应用。
在工程设计和材料选择中，需要根据具体的工程要求和使用环境，综合考虑各项力学性能指标，选择合适的金属材料，以确保工程的安全可靠性和经济性。
第五章-1 磁性材料(基础知识)(1)
i=1A d=1m
×
H=1A/m
1 A/m的磁场强度就是直径为1m的单匝线圈通以1A电流时，在其中心处产生 的磁场强度。
M H
2）磁感应强度 B
物质在外加磁场H的作用下，发生磁化，磁感应强度B是外磁场强度H与
磁化强度M的总和：
M 感应磁矩μ
m
H
O
H
感应电子轨道电流
抗磁性物质M与H的关系
χ-1
抗磁性物质的磁化率
不随温度而改变。
O
T
抗磁性物质的原子中电子磁矩互相抵消，合磁矩为零，即没有固有磁矩；
但是当受到外加磁场作用时，电子轨道运动会发生变化，而且在与外加
磁场的相反方向产生很小的感应磁矩。
常见的抗磁性物质：
① 惰性气体； ② 任何原子若电离至与惰性气体具有相同的电子排布，则都将是抗磁性； ③ 不含过渡元素的共价化合物（如CO2），大部分有机化合物； ④ 部分金属，如Bi、Zn、Cu、Ag、Au、Hg、Pb等； ⑤ 部分非金属，如Si、S、P等； ⑥ 超导材料是
原子中存在未被填满的电子壳层是物质具有磁性的必要条件。
过渡金属原子的电子组态和玻尔磁子数
铁氧体中几种金属离子的3d层电子数及自旋磁矩
P251
物质的磁性
轨道 运动 电子 自旋 运动
轨道 磁矩 自旋 磁矩 未配对对电子 原子磁矩
+
（超）交换相互作用
磁性
2. 磁化强度和磁化率
2.1 磁化强度和磁化率的定义
。 ，
T > TN：磁矩的有序排列被完全破环，成为混乱排列并转化为顺磁性， T ，χ
日本金属材料牌号表示方法
铝锭（特2级，Al≥99.85%）
铝锭（1级，Al≥99.70%）
铝锭（2级，Al≥99.50%）
铝锭（3级，Al≥99.00%）
再生铝锭（1类，Al≥99%）
再生铝锭（2类，Al≥98%）
再生铝锭（3类，Al≥97%）
再生铝锭（4类，Al≥99%）
再生铝锭（5类，Al≥97%）
锡锭(2级, Sn≥99.80%)
锡锭(3级, Sn≥99.50%)
镍锭(特级,Ni+Co≥99.95%)
镍锭(1级, Ni+Co≥99.95%)
镍锭(2级, Ni+Co≥99.85%)
镍锭(3级, Ni+Co≥98.00%)
镁锭(1级,Mg≥99.90%)
镁锭(2级,Mg≥99.80%)
海绵钛（1M级，Ti≥99.6%）
压延铝材用
脱氧用
脱氧用
脱氧用
(NO)
(N1)
(N2)
(N3)
(TS-105M)
(TS-105S)
(TS-120M)
(TS-120S)
(TS-140M)
(TS-140S)
(TS-160M)
(TS-160S)
(TC-1)
(TC-2)
分类
产品名称
牌号（代号）
铸
造
合
金
锭
铸造用黄铜锭(1类,含Cu83.0～88.0%)
铸造用铅青铜锭(5类,含Cu70.0～76.0%, Sn6.0～8.0%, Pb16.0～22.0%)
铸造用铝合金锭(1A级1)
铸造用铝合金锭(1A级2)
铸造用铝合金锭(1B级1)
铸造用铝合金锭(1B级2)
中、日、德、英、美及国际标准规定的常用金属材料对照表
0Cr18Ni9
SUS304
11
304,S3400
304S15
X5CrNi189
18
00Cr18Ni10
SUS304L
10
304L,S30403
304S12
X2CrNi189
19
0Cr25Ni20
SUS310S
310S,S31008
20
0Cr17Ni12Mo2
SUS316
20,20
316,S31600
X7Cr14
-
-
-
-
-
-
-
F.8401
-
-
12/13
1.4006
X10Cr13
1Cr13
410S21
56A
Z10C14
X12Cr13
-
2302
F.3401
SUS410
410
12/13
1.4016
X6Cr17
1Cr17
430S15
60
Z8C17
X8Cr17
-
220
F.3113
SUS430
430
12/13
A744 CF-8
3100 304C15
G-X6CrNi189
14
CF3
G5121 SCS19A
A744 CF-3
3100 304C12
锻不锈钢
15
ZGOCr17Ni4Cu4Nb
G5121 SCS24
17-4PH
16
1Cr18Ni9
SUS302
12
302,S30200
302S25
X12CrNi188
-
1880
新教材人教版高中化学必修第一册第三章铁金属材料 教案教学设计
第三章铁金属材料教案1.1铁及其氧化物 ........................................................................................................... - 1 -1.2铁及其化合物 ........................................................................................................... - 3 -2.1合金 ........................................................................................................................... - 5 -2.2物质的量在化学方程式计算中的应用.................................................................... - 7 -1.1铁及其氧化物【教学目标】1.认识铁元素在自然界中的存在形态及铁的冶炼历史。
2.从氧化还原反应角度认识铁与氧化剂反应的产物；认识铁与水蒸气反应的条件及生成物的确定方法。
【教学重难点】铁与水蒸气的反应【教学过程】1.新课导入[情境]我国的劳动人民在春秋时期就会冶铁，比欧洲早近2000年，并且我国铁矿石的储量居世界第一，从1996年开始我国年钢产量连续超1亿吨，位居世界首位。
经过技术改革，现代高炉生产时从炉顶装入铁矿石、焦炭、造渣用熔剂(石灰石)，从位于炉子下部沿炉周的风口吹入经预热的空气。
在高温下焦炭中的碳同鼓入空气中的氧燃烧生成的一氧化碳，在炉内上升过程中除去铁矿石中的氧，从而还原得到铁。
[教师活动]请学生写出上述反应。
2.新课讲授第一节铁及其化合物[板书]1.铁及铁的氧化物[复习巩固]请学生阅读教材，掌握铁元素及其存在并填空。
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浙江机电技工学校备课用纸
旧课复习：零件的热处理分析
教学内容和过程：
5-1 合金元素在钢中的主要作用
碳素钢的不足之处主要表现在；
1、淬透性差
2、回火稳定性差
3、综合机械性能低
4、不能满足某些特殊场合的要求。
所谓合金钢就是在碳素的基础上，为了改善钢的性能，在冶炼时有目的加入一种或数种合金元素的钢。
与碳素钢相比，由于合金元素的加入，合金钢具有较高的力学性能、淬透性和回透性和回火稳定性，有的还具有耐热、耐酸、耐蚀等特殊性能，所以使其在机械制造中得到了广泛应用。
合金元素在钢中的作用是味觉复杂的，它对钢的组织和性能有很大的影响，下面介绍合金元素的几种主要作用。
一、强化铁素体
大多数合金元素（除铅外）都能溶于铁素体，形成合金铁素体，由于
合金元素。
由于合金元素与铁的晶格类型和原子半径的差异，会引起铁的晶格畸变，产生固溶化作用，使合金钢中铁素体的强度、硬度提高，塑性和韧性下降，有些合金对铁素体韧性的影响与它们的含量有关，例如Si<1..%,Mn<1.5%时，铁素体的韧性没有下降，当含量超过此值时，则韧性有下降的趋势；而铬和镍在适当范围内（Cr<=2.0%,Ni<=5.0%），在强化铁素体的同时，还可使铁素体的韧性提高，从而提高合金钢的强度和韧性。
二、形成合金碳化物
锰、铬、钼、钨、钒、钛等元素与碳能形成碳化物，当这些化物呈细小颗粒并均匀分布在钢中时，能显著提高钢的强度和硬度，根据合金元素与碳的亲和力不同，它们在钢中形成的碳化物可分为以下两类：
1、合金渗碳体
锰、铬、钼、钨等弱、中强碳化物形成元素倾向于形成合金渗碳体，如（Fe，Mn）3C、（Fe，Cr）3C、（Fe，W）3C等。
合金渗碳体较渗碳体略为稳定，硬度也略高，可明显提高低合金钢的强度。
2、特殊碳化物
钒、铌、钛等强碳化物形成元素能与碳形成特殊碳化物，如VC、TiC 等。
特殊碳化物比合金源码碳体具有更高的熔点、硬度和耐磨性，而且更稳定，硬度也略高，可明显提高低合金的强度。
三、细化晶粒
几乎所有的合金元素都有抑制钢在回执时奥休晶粒长大的作用，达互细化晶粒的目的，强碳化物形成元素铌、钒、钛等形成的碳化物，铝（Al）在钢中形成的ALN和AL2O3均能强烈的阻碍奥氐体晶粒长大，使合金钢在
热处理后获得比碳钢更细的晶粒。
四、提高钢的淬透性
除钴外，所有的合金溶解于奥氐体后，均可增加过冷奥氏体的稳定性，其向珠光体的转变，使C形曲线右移，从而减小钢的淬火临界冷却速度，提高钢的淬透性。
常用的提高淬透性的合金元素主要有钼、锰、铬、镍（Ni）和硼（B）等，如微量的硼（0.00005%~0.003%）C能明显提高钢的淬透性。
五、提高钢的回火稳定性
淬火钢在回火时抵抗软化的能力称为钢的回火稳定性。
合金钢在回火过程中，由于合金元素的阻碍作用，使马氏体不易分解，碳化物不易棉，即使析出后也不易聚集长大，从而保持较大的弥散度，所以钢在回火过程中硬度下降较慢。
与碳素钢相比，在相同的回火温度下，合金钢比相同含碳量的碳素钢具有更高的硬度和强度。
在强度要求相同的条件下，合金钢可在更高的温度下回火，以充分以消除内应力，而使其韧性更好。
高的回火稳定性使钢在增设温度下仍能保持高硬度和高耐磨性。
金属材料在高温下保持很高硬度的能力称为红硬性，这种性能对一些工具钢具有重要意义。
如高速切削时，刀具温度很高，刀具材料的回火稳定性高，就可以使刀具在较高的温度下仍保持高的硬度和耐磨性，从而大大提高了刀具的使用寿命。
六、课堂小结
1、强化铁素体
2、形成合金碳化物
3、细化晶粒
4、提高钢的淬透性
5、提高钢的回火稳定性
七、作业：
P23:
填空题：1、2
判：1、2
选：1、2、3、6
名介：无
简答：无
八、课后评析：。