金属材料实验室均匀腐蚀全浸试验方法 GB 10124
金属材料实验室均匀腐蚀全浸试验方法 GB 10124-88
1．主题内容与适用范围
本标准规定了金属材料实验室均匀腐蚀全浸试验方法的适用范围、引用标准、试样、试验装置、试验溶液、试验时间、试验条件和步骤、试验结果和试验报告。本标准适用于评价金霭材料全浸试验的均匀腐蚀性能。
2引用标准(略)
3试样
3．1试样的形状和尺寸
3．1．1试样的形状和尺寸直随被试材料的原始条件及所使用的试验容器而定，应尽量采用单位质量表面积大的、侧面与总面积之比值小的试样。一般情况下，与轧制或锻造方向垂直的面积不得大于试样总面积的一半。每个试样表面积不应小于10cm2。
3．1．2推荐两种形状的试样，它们的规格如下：
板状试样：外形尺寸l×b×h， mm：50×25×(2～5)。
圆形试样：外形尺寸φ×h， mm：30×(2～5)。
根据试验目的不同，也可选用其他形状和尺寸的试样。
3．1．3同批试验的试样形状和规格应相同。
3．2试样的制备
3．2．1在板材或带材上取样时，应沿轧制方向切取，如轧制方向不清或不沿轧制方向切取时，须在报告中注明。要尽量避开板带边缘部分。
3．2．2在圆棒上取样时，应从棒材截面中部沿纵向切取。如沿径向切取，需在报告中注明。铸件、焊接件、敷熔金属材料等的取样和制备方法，由试验双方协商决定。
3．2．3试样可以用各种机械方法加工到预定的尺寸，但必须避免由此可能引起的试样性能的任何变化。采用剪切法时，需对剪切的断面进行再加工，以去除受剪切影响的部位。
3．2．4为了提高试验结果的均一性，可用砂纸研磨或其他机械方法去掉原始金属表面层。试样最终的表面使用符合GB2477规定的120号粒度的水砂纸进行研磨，在同一张砂纸(布)上只能磨同一种材料的试样。但检验原始金属表面对腐蚀速率影响的试验的试样不在此例。
3．2．5特殊情况下采用干磨时，必须在报告中注明。
3．2．6试样的棱角应予以保持，不允许倒角。
3．3对试样的其他要求
3．3．1试样如需恳挂，允许在试样上钻孔，但孔径不应大于4mm。
3．3．2需要时可厅、专当的声法在试样上作出鉴别标记。
3．3．3经过最终研磨处理的试样应及时用水、氧气镁粉糊等充分去油并洗涤，然后用丙酮、酒精等不含氯离子的试莉脱指洗净，迅速干燥后贮于干燥器内，放置到室温后再测量面积和称重。
3．3．4试样表面积的计算应精确到1％。
3．3．5在进行测量尺寸、称重等操作时，必须使用干净无油污的测量工具，并需带干净的工作手套。
3．3．6称重时应使用精度不小于±0．5mg的分析天平。
4试验装置
4．1容器
4．1．1容器材质应使用对腐蚀介质呈惰性的材料，常用的有玻璃、塑料、陶瓷等。
4．1．2沸腾和高温条件下试验时，可使用带有锥形磨口并配有冷却效果良好的回流冷凝器的烧瓶。推荐使用GB4334．6和GB4334．8中所示的容器。
4．1．3室温下试验时可用适当密闭的容器。
4．2温度保持系统
根据不同的温度要求，选择能使试验溶液保持在规定温度范围的温度保持系统。
4．3试样支持系统
4．3．1试样支持系统应能把试样支持于试液中间，支持系统的材质应对试液和试样呈惰性，它与试样的接触面积应尽可能小。
4．3．2一般情况下采用玻璃支架或挂钩，也可用塑料、陶瓷及化学纤维等材质的支持系统。
4．4其他装置
试验期间，试液如需搅动或持续流动与补充，则须根据实际情况设计和添置相应的装置，以达到试验要求。
5试验溶液
5．1试验溶液的来源和成分视试验目的而定，一般有天然的和人工的两种。海水、工业废水及生产过程中的介质一般归人自然介质。在使用这一类溶液时需要测定其主要成分。
5．2配制溶液时，使用蒸馏水或去离子水和符合国家标准或专业标准中的分析纯级别的试剂。如用其他级别的试剂时需在报告中说明。
5．3溶液的浓度用重量百分比表示，如用其他方式表示，则需注明。
5．4其他参数如pH值、溶解气体量等由试验双方商定。
5．5试验溶液的用量为每1cm2试样表面积不少于20mL。
5．6试验溶液的温度控制精度应在±1℃以内。室温试验时，应在报告上写明试验期间实际温度的上下限和平均温度值。
5．7溶液如要充气时，应避免气流直接喷洒在试样上。这一操作须在试样放入前适当时间开始并在整个试验期间持续进行。如需排除溶解氧，可用惰性气体(如氮气)充气。
6试验时间
6．1试验时间指试样浸入溶液并到达规定的温度时开始，直到试样取出时为止的整个时间。
6．2试验时间的确定要依据腐蚀速率的大小以及试验材料在试验溶液中能否形成钝化膜。一般情况下，长时间试验的结果较准确，但发生严重腐蚀的材料则不需很长的试验时间。对能形成钝化膜的材料，在边缘条件下，需要延长试验时间，从而得到较为实际的结果。
6．3最常用的试验周期是48～168h。具体选择时可参阅下表。
试验时间的选择
估算或预测的腐蚀速率
mm／a 试验时间
h
更换溶液与否
>1．O24～72不更换1．O～1．078～168不更换
>O．1～O 01168～336约7天更换1次<0．0l336～720约7天更换一次
注：1)预测试验时间为24h，溶液量为20ml／cm2。
6．4试验期间需要更换溶液时，操作要迅速，试样不需处理。从再次到达规定温度开始累积计算试验时间。
6．5如需了解试验时间对金属腐蚀以及对介质腐蚀性的影响程度，并确定最佳试验周期，可使用计划化的间歇腐蚀试验方法，见附录A。
7试验条件和步骤
7．1按5．5条取适量溶液置于已充分洗涤过的试验容器中。
7．2将试样全部浸入溶液中，也可以先将试样置于容器内再倒入溶液。溶液需除气或充气时，试样必须在通气至少半小时后(视溶液量而定)再放置到溶液中去。
7．3每组试验至少取三个平行试样。
7．4试样应尽量放置在溶液中间的位置，不允许与容器壁接触。一般情况下每一容器内只能放置一个试样，如需放两个以上试样时，试样间距要在lcm以上。
7．5使用温度保持系统使溶液尽快到达规定的温度，此时即开始计时。
7．6沸腾试验时应使溶液保持微沸腾状态。为防止暴沸，可以加入适量的助沸物，如小玻璃球、陶瓷碎屑或聚四氟乙烯屑等。
7．7试验期间应经常观察试样和溶液的变化情况，并作记录。
7．8到达预定时间后取出试样，先用水冲洗，然后用毛刷、橡皮器具等擦去腐蚀产物，也可用超声波等方法进行清洗。如腐蚀产物不易去除时，可用化学或电解法进行清除，参阅附录B。
7．9用上述方法清洗后的试样，按3．3．3和3．3．6处理。
8试验结果
8．1本标准采用腐蚀速率作为试验结果的表达形式。若材料产生局部腐蚀，则按有关试验方法进行处理。
8．2腐蚀速率的计算公式如下：
R=8.36*107（M-M1）/STD
式中：R——腐蚀速率，mm／a；
M——试验前的试样质量，g；
M——试验后的试样质量，g；
S——试样的总面积，cm2；
T——试验时间，h；
D——材料的密度，kg／m3。
8．3某些金属(如钛、锆等)，它们的腐蚀产物是一层坚固致密的氧化物，难以用化学的或一般的机械方法去除，此时可用增重腐蚀速率来表达试验结果。
8．4有时为了某些特殊需要，试验结果也可用其他腐蚀速率单位表示，但需在报告中说明。
8．5腐蚀速率用所试验的全部平行试样的平均值作报导：当某个平行试样的腐蚀速率与平均值之相对偏差超过10％时，应取新的试样作重复试验，用第二次试验结果进行报导。当再达不到要求时，则应同时报导两次试验全部试样的平均值和每个试样的腐蚀速率。但腐蚀速率小于0．1mm／a时不在此例，此时应报导全部试样的腐蚀速率。
8．6本试验所获得的腐蚀速率只能用来评价被试材料在某种试验介质中的耐蚀性，不能用来泛指这种材料在其他介质中的耐蚀性。
8．7测量、计算的数值需要修约时，按GB8170有关规定处理。
9试验报告
试验报告应包括如下内容：
a．试样材料的牌号(代号)、化学成分及状态；
b．试验溶液成分、温度及试验时间；
c．试验中发生的现象及腐蚀速率；
d．试样上腐蚀产物的清洗方法；
e．腐蚀速率或增重腐蚀速率；
f．需要注明情况的备注；
g．操作和审核人员的署名；
h．报告日期；
附录A
计划化的间歇腐蚀试验方法(参考件)
A1试验目的
检验试验时间对溶液腐蚀性及金属腐蚀率的影响．并以此选择最佳试验周期。
A2试验方法
A2．1取四组试样，每组至少2片。四组试样都应置于同一容器的介质中进行试验。如容器不够大时，可每组取一个试样置于一个容器中试验，也即用两个容器进行条件相同的平行试验。
A2．2四组试样的试验时间按下图安排：
即I、Ⅱ、Ⅲ组同时开始试验，l组为全程试验(试验时间为t+a小时)，Ⅱ组为长程试验(试验时间为t)，Ⅲ组为短程试验(试验时间为a)当试验进行到t小时时，将第lV组试样置入上述溶液中开始试验，试验时间为b(b=a)。
A2．3全部试验都按本标准进行，将获得的四组试样的腐蚀损失(单位面积的失重)作为评价依据。
A2．4评价
A2．4．1没R t+a、R t、R a、R b、分别为I、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组试样的腐蚀损失，Rc=R t+a-R t。
A2．4．2试验期间发生的情况根据表A1、A2进行判断。
表A1 腐蚀试验期间发生的情况
类别结论判据
溶液的腐蚀性没有变化Ra=Rb 下降Rb 金属腐蚀率 没有变化Rc=Rb 下降Rc 增加Rb 序 号 溶液腐蚀性金属腐蚀率判据l没有变化没有变化Ra=Rc=Rb 2没有变化下降Rc 4下降没有变化Rc=Rb 钢板金属材料牌号对照 钢种中国GB 日本JIS 美国ASTM 德国 牌号牌号标准号钢号钢号材料号标准号 碳素 钢 板Q235-F SS41 G3101 A36 USt37-2 1.011 2 DIN17100 Q235 SS41 G3101 A283-C RSt37-2 1.011 4 DIN17100 Q255A SS50 G3101 A283-D (RSt42-2) 1.0 134 DIN17100 (A3R) SPV24 G3115 A285-C 20g SB42 G3103 A515.Cr60 H Ⅱ 1.0425 DIN17155 (15g) SB35 G3103 A515.Cr55 H Ⅰ 1.0345 DIN17155 (25g) SB46 G3103 A515.Cr65 H Ⅲ 1.0435 DIN17155 25 SM41A G3103 DIN17100 低合金 钢 板16Mn SM50-B.C G3106 St52-3 1.0841 DIN17155 16MnR SM41B G3106 A299/A537-Ⅰ.Ⅱ17Mn4 19Mn5 1.0841 1.8045 16MngC SPV36 G3115 St52-3 15MnVR SPV36 (WELTEN50) G3115 A225Gr.A.B WStE39 1.8930 15MnVgC (A633-GR.B) 15MnVNTR (K-TEN62M) A302-GR.B 18MnMoNbR A533-Gr.A.I 耐热 钢板16Mo SB46M G3103 A204-Gr A.B 15 Mo3 1.5414 DIN17155 12CrMo SCMV1 G4109 A387-Gr.2 15CrMo SCMV2 G4109 A387-Gr.12 13 CrMo44 1.7335 DIN17155 12Cr2Mo1 SVMV4 G4109 A387-Gr.22 10 金属硬度检测方法 作者：张凤林 硬度是评定金属材料力学性能最常用的指标之一。硬度的实质是材料抵抗另一较硬材料压入的能力。硬度检测是评价金属力学性能最迅速、最经济、最简单的一种试验方法。硬度检测的主要目的就是测定材料的适用性，或材料为使用目的所进行的特殊硬化或软化处理的效果。对于被检测材料而言，硬度是代表着在一定压头和试验力作用下所反映出的弹性、塑性、强度、韧性及磨损抗力等多种物理量的综合性能。由于通过硬度试验可以反映金属材料在不同的化学成分、组织结构和热处理工艺条件下性能的差异，因此硬度试验广泛应用于金属性能的检验、监督热处理工艺质量和新材料的研制。 金属硬度检测主要有两类试验方法。一类是静态试验方法，这类方法试验力的施加是缓慢而无冲击的。硬度的测定主要决定于压痕的深度、压痕投影面积或压痕凹印面积的大小。静态试验方法包括布氏、洛氏、维氏、努氏、韦氏、巴氏等。其中布、洛、维三种试验方法是应用最广的，它们是金属硬度检测的主要试验方法。这里的洛氏硬度试验又是应用最多的，它被广泛用于产品的检验，据统计，目前应用中的硬度计70%是洛氏硬度计。另一类试验方法是动态试验法，这类方法试验力的施加是动态的和冲击性的。这里包括肖氏和里氏硬度试验法。动态试验法主要用于大型的，不可移动工件的硬度检测。 各种金属硬度计就是根据上述试验方法设计的。下面分别介绍基于各种试验方法的硬度计的原理、特点与应用。 1.布氏硬度计（GB/T231.1—2002） 1.1布氏硬度计原理 对直径为D的硬质合金球压头施加规定的试验力，使压头压入试样表面，经规定的保持时间后，除去试验力，测量试样表面的压痕直径d，布氏硬度用试验力除以压痕表面积的商来计算。 HB =F / S ……………… (1-1) =F / πDh ……………… (1-2) 式中： F ——试验力，N； S ——压痕表面积，mm； D ——球压头直径，mm； h ——压痕深度， mm； d ——压痕直径，mm。 1、2布氏硬度计的特点： 布氏硬度试验的优点是其硬度代表性好，由于通常采用的是10 mm直径球压头，3000kg试验力，其压痕面积较大，能反映较大范围内金属各组成相综合影响的平均值，而不受个别组成相及微小不均匀度的影响，因此特别适用于测定灰铸铁、轴承合金和具有粗大晶粒的金属材料。它的试验数据稳定，重现性好，精度高于洛氏，低于维氏。此外布氏硬度值与抗拉强度值之间存在较好的对应关系。 常用国内外钢材牌号对照表 中国 美国 日本 德国 英国 法国 前苏联 国际标准化组织 GB AST JIS DIN 、DINEN BS 、BSEN NF 、NFEN ΓOCT ISO 630 品 名 牌号 牌号 牌号 牌号 牌号 牌号 牌号 Q195 Cr.B Cr.C SS330 SPHC SPHD S185 040 A10 S185 S185 CT1K П CTlC П CTl ПC Q215A Cr.C Cr.58 SS 330 SPHC 040 A12 CT2K П—2 CT2C П—2 CT2ПC —2 Q235A Cr.D SS400 SM400A 080A15 CT3K П—2 CT3C П—2 CT3ПC —2 E235B Q235B Cr.D SS400 SM400A S235JR S235JRGl S235JRG2 S235JR S235JRGl S235JRG2 S235JR S235JRGl S235JRG2 CT3K П—3 CT3C П—3 CT3ПC —3 E235B Q255A SS400 SM400A CT4K П—2 CT4C П—2 CT4ПC —2 普 通 碳 素 结 构 钢 Q275 SS490 CT5C П—2 CT5ПC —2 E275A 中国 美国 日本 德国 英国 法国 前苏联 国际标准化组织 GB AST JIS DIN 、DINEN BS 、BSEN NF 、NFEN ΓOCT IS0 630 品 名 牌号 牌号 牌号 牌号 牌号 牌号 牌号 08F 1008 1010 SPHD SPHE 040A10 80K П 10 1010 S10C S12C CKl0 040A12 XCl0 10 C101 15 1015 S15C S17C CKl5 Fe360B 08M15 XCl2 Fe306B 15 C15E4 20 1020 S20C S22C C22 IC22 C22 20 25 1025 S25C S28C C25 IC25 C25 25 C25E4 40 1040 S40C S43C C40 IC40 080M40 C40 40 C40E4 45 1045 S45C S48C C45 IC45 080A47 C45 45 C45E4 50 1050 S50C S53C C50 IC50 080M50 C50 50 C50E4 优 质 碳 素 结 构 钢 15Mn 1019 080A15 15r 北京理工大学珠海学院-工程材料及热处理实验 工程材料及热处理实验指导书 北京理工大学珠海学院机械与车辆学院 2012.10 实验一金属材料的硬度实验 一、实验目的 1、了解硬度测定的基本原理及应用范围。 2、了解布氏、洛氏硬度实验机的主要结构及操作方法。 二、概述 金属的硬度可以认为是金属材料表面在接触应力作用下抵抗塑性变形的一种能力。硬度测量能够给出金属材料软硬程度的数量概念。硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形的能力越大，材料产生塑性变形就越困难。另外硬度与其他机械性能（如强度指标σ b及塑性指标ψ和δ）之间有着一定的内在联系。所以从某种意义上说硬度的大小对于机械零件或工具的使用性能及寿命具有决定性意义。 测量硬度的方法很多，在机械工业中广泛采用压入法来测定硬度，压入法又分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等。 压入法硬度试验的主要特点是： ①实验时应力状态最软，（即最大切应力远远大于最大正应力）因而不论是塑性材料还是脆性材料均能发生塑性变形。 ②金属的硬度与强度指标之间存在如下近似关系： σ b=K*HB 式中：σ b ——材料的抗拉强度值；HB——布氏硬度值K——系数 退火状态的碳钢K＝0.34~0.36 合金调质钢K＝0.33~0.35 有色金属合金K＝0.33~0.53 ③硬度值对材料的耐磨性、疲劳强度等性能也有一定的参考价值，通常硬度值高，这些性能也就好。在机械零件设计图纸上对机械性能的技术要求，往往只标注硬度值，其原因就在于此。 ④硬度测量后由于仅在金属表面局部体积内产生很小压痕，并不损坏零件，因而适合 于成品检验。 ⑤设备简单，操作迅速方便。 三、布氏硬度 （一）布氏硬度试验的基本原理 布氏硬度试验是施加一定大小的载荷P，将直径为D的钢球压入被测金属表面（如图1-1所示）保持一定时间，然后卸除载荷，根据钢球在金属表面上所压出的凹痕面积F凹求 金属和金属材料测试题及答案（word） 一、金属和金属材料选择题 1．垃圾分类从我做起。金属饮料罐属于（） A．可回收物 B．有害垃圾C．厨余垃圾D．其他垃圾 【答案】A 【解析】 【详解】 A、可回收物是指各种废弃金属、金属制品、塑料等可回收的垃圾，金属饮料罐属于可回收垃圾，故选项正确。 B、有害垃圾是指造成环境污染或危害人体健康的物质，金属饮料罐属于可回收垃圾，故选项错误。 C、厨余垃圾用于回收各种厨房垃圾，金属饮料罐属于可回收垃圾，故选项错误。 D、其它垃圾是指可回收垃圾、厨余垃圾、有害垃圾之外的其它垃圾，金属饮料罐属于可回收垃圾，故选项错误。 故选：A。 【点睛】 本题难度不大，了解垃圾物质的分类、各个标志所代表的含义是正确解答本题的关键。 2．有X、Y、Z三种金属，X在常温下就能与氧气反应，Y、Z在常温下几乎不与氧气反应；如果把Y与Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Z表面有银析出，而Y没有变化，根据以上事实，判断X、Y、Z三种金属的活动性由弱到强的顺序正确的是 A．X Y Z B．X Z Y C．Z Y X D．Y Z X 【答案】B 【解析】 有X、Y、Z三种金属，X在常温下就能与氧气反应，Y、Z在常温下几乎不与氧气反应，说明X的金属活动性最强。把Y和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Z表面有银析出，而Y没有变化，说明Z的金属活动性比银强，Y的金属活动性比银弱，即Z>Ag>Y；则X、Y、Z三种金属的活动性由强至弱的顺序为X>Z>Y。故选B。 点睛：在金属活动性顺序中，位于前面的金属能把排在它后面的金属从其盐溶液中置换出来，据此判断能否发生反应，进而可确定三种金属活动性由强到弱的顺序。 3．下列图像分别与选项中的操作相对应，其中合理的是（） HV也就是维氏硬度，HRC是洛氏硬度都是硬度的表示。手册上有对应表，比如：HV=289对应HRC=30。它们的区别主要在硬度实验时，压痕形状不一样。 金属材料抵抗硬的物体压陷表面的能力，称为硬度。根据试验方法和适用范围不同，硬度又可分为布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度、肖氏硬度、显微硬度和高温硬度等。对于管材一般常用的有布氏、洛氏、维氏硬度三种。 A、布氏硬度（HB） 用一定直径的钢球或硬质合金球，以规定的试验力（F）压入式样表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量试样表面的压痕直径（L）。布氏硬度值是以试验力除以压痕球形表面积所得的商。以HBS（钢球）表示，单位为N/mm2(MPa)。 其计算公式为： 式中：F--压入金属试样表面的试验力，N； D--试验用钢球直径，mm； d--压痕平均直径，mm。 测定布氏硬度较准确可靠，但一般HBS只适用于450N/mm2（MPa）以下的金属材料，对于较硬的钢或较薄的板材不适用。在钢管标准中，布氏硬度用途最广，往往以压痕直径d 来表示该材料的硬度，既直观，又方便。 举例：120HBS10/1000130：表示用直径10mm钢球在1000Kgf（9.807KN）试验力作用下，保持30s（秒）测得的布氏硬度值为120N/ mm2（MPa）。 B、洛氏硬度（HK） 洛氏硬度试验同布氏硬度试验一样，都是压痕试验方法。不同的是，它是测量压痕的深度。即，在初邕试验力（Fo）及总试验力（F）的先后作用下，将压头（金钢厂圆锥体或钢球）压入试样表面，经规定保持时间后，卸除主试验力，用测量的残余压痕深度增量（e）计算硬度值。其值是个无名数，以符号HR表示，所用标尺有A、B、C、D、E、F、G、H、K 等9个标尺。其中常用于钢材硬度试验的标尺一般为A、B、C，即HRA、HRB、HRC。 硬度值用下式计算： 当用A和C标尺试验时，HR=100-e 当用B标尺试验时，HR=130-e 式中e--残余压痕深度增量，其什系以规定单位0.002mm表示，即当压头轴向位移一个单位（0.002mm）时，即相当于洛氏硬度变化一个数。e值愈大，金属的硬度愈低，反之则硬度愈高。 上述三个标尺适用范围如下： HRA（金刚石圆锥压头）20-88 HRC（金刚石圆锥压头）20-70 HRB（直径1.588mm钢球压头）20-100 洛氏硬度试验是目前应用很广的方法，其中HRC在钢管标准中使用仅次于布氏硬度HB。洛氏硬度可适用于测定由极软到极硬的金属材料，它弥补了布氏法的不是，较布氏法简便，可直接从硬度机的表盘读出硬度值。但是，由于其压痕小，故硬度值不如布氏法准确。C、维氏硬度（HV） 维氏硬度试验也是一种压痕试验方法，是将一个相对面夹角为1360的正四棱锥体金刚石压头以选定的试验力（F）压入试验表面，经规定保持时间后卸除试验力，测量压痕两对角线长度。 维氏硬度值是试验力除以压痕表面积所得之商，其计算公式为： 式中：HV--维氏硬度符号，N/mm2(MPa)； 金属和金属材料讲学案 【本课思想导图】 课题1 金属材料教学 【教学设计思路】 根据课程标准要求，关于金属材料的学习，在认知领域的教学属于知道和了解水平，且学生已有关于金属和合金的不少生活常识，学习难度不大。为维护课标的严肃性，教学忌拔高知识难度，但在教学中，对于过程与方法，情感态度与价值观可考虑加强一些。使学生在学习过程中去深刻感知金属的物理性质及合金的巨大使用价值。从方法和情感层面获得加强和熏陶，不失为一种教学创新。这样做对知识学习而言，可以变枯燥为生动；对过程与方法而言，可以获得实验探究、调查研究、归纳分析等训练；还可透过关于中国冶金发展史的学习对爱国情感的熏陶等等。同时，本课题教材联系学生生活常识较多。为扩大学习成果，在课前、课中及课后力求安排一些学生活动，以激发化学学习的持久兴趣及升华科学情结。因此，本课题的教学，以指导学生探究学习、发展学生认知能力为出发点及归宿而设计。【教学目标】 知识与技能： 1、通过日常生活中广泛使用金属材料等具体事例，认识金属材料与人类生活和社会发展的密切关系。 2、了解常见金属的物理性质，知道物质的性质在很大程度上决定了物质的用途，但同时还需考虑如价格、资源以及废料是否易于回收等其他因素。 3、认识在金属中加热熔合某些金属或非金属可以制得合金，知道生铁和钢等重要合金，以及合金比纯金属具有更广泛的用途。 过程与方法： 1、引导学生自主实验探究金属的物理性质（重点探究导电、导热性等）。 2、通过讨论探究物质的性质与用途的关系，培养学生综合分析问题的能力。 3、通过查阅合金的资料，培养学生独立获取知识的能力。 情感态度与价值观： 1、通过实验探究活动让学生体验成功的喜悦，逐步养成在学习过程中敢于质疑敢于探究的良好品质。 2、通过调查考察认识化学科学的发展在开发新材料提高人类生存质量方面的重大意义和贡献。 【教学重点】1、引导自主探究金属的物理性质。 2、在交流学习中认识常见的合金并了解其广泛的用途。 【教学方法】引导探究；指导调察，收集资料整理归纳；组织小组讨论交流及分享等。【仪器、药品及其它】 1、学生收集日常生活中的金属材料。 2、学生查阅有关金属材料发展前景资料。 3、酒精灯、火柴、干电池、导线、小灯泡、砂纸、铜丝、铁丝、铝丝、铁架台、黄铜、铜、焊锡、锡、铁片、铅、铝片、铝合金。 4、教师制作多媒体课件。 课时安排：2课时 介质的毒性和金属材料的耐腐蚀性 《职业性接触毒物危险程度分级》GB5044分级原则是什么？ 答：（1）职业性接触毒物危险程度分级，是以急性毒性、急性中毒发病状况、慢性中毒患病状况、慢性中毒后果、致癌性和最高容许浓度等六项指标为基础的定级标准。（2）分级原则是依据六项分级指标综合分析，全面权衡，以多数指标的归属定出危害程度的级别，但对某些特殊毒物，可按其急性、慢性或致癌性等突出危害程度定出级别。 《职业性接触毒物危险程度分级》GB5044分级依据是什么？ 答：（1）急性毒性 以动物试验得出的呼吸道吸入半数致死浓度（LC50）或经口、经皮半数致死量（LD50）的资料为准，选择其中LC50或LD50最低值作为急性毒性指标。 （2）急性中毒发病状况 是一项以急性中毒发病率与中毒后果为依据的定性指标：可分为易发生、可发生、偶而发生中毒及不发生急性中毒四级。将易发生致死性中毒或致残定为中毒后果严重；易恢复的定为预后良好。 （3）慢性中毒患病状况 一般以接触毒物的主要行业中，工人的中毒患病率为依据，但在缺乏患病率资料时，可取中毒症状或中毒指标的发生率。 （4）慢性中毒后果 依据慢性中毒的结局，分为脱离接触后，继续进展或不能治愈、基本治愈、自行恢复四级。并可依据动物试验结果的受损病变性质（进行性、不可逆性、可逆性）、靶器官病理生理特性（修复、再生、功能储备能力），确定其慢性中毒后果。 （5）致癌性 主要依据国际肿瘤研究中心公布的或其他公认的有关该毒物的致癌性资料，确定为人体致癌物、可疑人体致癌物、动物致癌物及无致癌性。 （6）最高容许浓度 主要以《工业企业设计卫生标准》TJ36-70中表4车间空气中有害物质最高容许浓度值为准。 《职业性接触毒物危害程度分级》GB5044分哪几级？ 答：按《职业性接触毒物危害程度分级》规定，接触性毒物危害程度共分为四级 布氏硬度(HB)、洛氏硬度(HRA，HRB，HRC)、维氏硬度(HV)，其值表示材料表面抵抗坚硬物体压入的能力。而里氏硬度（HL）、肖氏硬度(HS)则属于回跳法硬度试验，其值代表金属弹性变形功的大小。因此，硬度不是一个单纯的物理量，而是反映材料的弹性、塑性、强度和韧性等的一种综合性能指标。 1、钢材的硬度：金属硬度(Hardness)的代号为H。按硬度试验方法的不同，●常规表示有布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、里氏（HL）硬度等，其中以HB及HRC较为常用。●HB应用范围较广，HRC适用于表面高硬度材料，如热处理硬度等。两者区别在于硬度计之测头不同，布氏硬度计之测头为钢球，而洛氏硬度计之测头为金刚石。●HV-适用于显微镜分析。维氏硬度(HV) 以120kg以内的载荷和顶角为136°的金刚石方形锥压入器压入材料表面，用材料压痕凹坑的表面积除以载荷值，即为维氏硬度值(HV)。●HL手提式硬度计，测量方便，利用冲击球头冲击硬度表面后，产生弹跳；利用冲头在距试样表面1mm处的回弹速度与冲击速度的比值计算硬度，公式：里氏硬度HL=1000×VB（回弹速度）/ VA（冲击速度）。便携式里氏硬度计用里氏（HL）测量后可以转化为：布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、肖氏（HS）硬度。或用里氏原理直接用布氏（HB）、洛氏（HRC）、维氏（HV）、里氏（HL）、肖氏（HS）测量硬度值。 2、HB - 布氏硬度；布氏硬度(HB)一般用于材料较软的时候，如有色金属、热处理之前或退火后的钢铁。洛氏硬度(HRC)一般用于硬度较高的材料，如热处理后的硬度等等。布式硬度(HB)是以一定大小的试验载荷，将一定直径的淬硬钢球或硬质合金球压入被测金属表面，保持规定时间，然后卸荷，测量被测表面压痕直径。布式硬度值是载荷除以压痕球形表面积所得的商。一般为：以一定的载荷(一般3000kg)把一定大小(直径一般为10mm)的淬硬钢球压入材料表面，保持一段时间，去载后，负荷与其压痕面积之比值，即为布氏硬度值(HB)，单位为公斤力/mm2 (N/mm2)。 3、洛式硬度是以压痕塑性变形深度来确定硬度值指标。以0.002毫米作为一个硬度单位。当HB>450或者试样过小时，不能采用布氏硬度试验而改用洛氏硬度计量。它是用一个顶角120°的金刚石圆锥体或直径为1.59、3.18mm的钢球，在一定载荷下压入被测材料表面，由压痕的深度求出材料的硬度。根据试验材料硬度的不同，分三种不同的标度来表示： HRA：是采用60kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度极高的材料(如硬质合金等)。 HRB：是采用100kg载荷和直径1.58mm淬硬的钢球，求得的硬度，用于硬度较低的材料(如退火钢、铸铁等)。 HRC：是采用150kg载荷和钻石锥压入器求得的硬度，用于硬度很高的材料(如淬火钢等)。另外： 1.HRC含意是洛式硬度C标尺， 2.HRC和HB在生产中的应用都很广泛 3.HRC适用范围HRC 20－－67，相当于HB225－－650 若硬度高于此范围则用洛式硬度A标尺HRA。若硬度低于此范围则用洛式硬度B标尺HRB。布式硬度上限值HB650,不能高于此值。 4.洛氏硬度计C标尺之压头为顶角120度的金刚石圆锥，试验载荷为一确定值，中国标准是150公斤力。布氏硬度计之压头为淬硬钢球（HBS)或硬质合金球（HBW），试验载荷随球直径不同而不同，从3000到31.25公斤力。 5.洛式硬度压痕很小，测量值有局部性，须测数点求平均值，适用成品和薄片，归于无损检测一类。布式硬度压痕较大，测量值准，不适用成品和薄片，一般不归于无损检测一类。 6.洛式硬度的硬度值是一无名数，没有单位。（因此习惯称洛式硬度为多少度是不正确的。）布式硬度的硬度值有单位，且和抗拉强度有一定的近似关系。 7.洛式硬度直接在表盘上显示、也可以数字显示，操作方便，快捷直观，适用于大量生产中。布式硬度需要用显微镜测量压痕直径，然后查表或计算，操作较繁琐。 8.在一定条件下，HB与HRC可以查表互换。其心算公式可大概记为：1HRC≈1/10HB。硬度试验是机械性能试验中最简单易行的一种试验方法。为了能用硬度试验代替某些机械性能试验，生产上需要一个比较准确的硬度和强度的换算关系。实践证明，金属材料的各种硬度值之间，硬度值与强度值之间具有近似的相应关系。因为硬度值是由起始塑性变形抗力和继续塑性变形抗力决定的，材料的强度越高，塑性变形抗力越高，硬度值也就越高。 金属材料硬度对照表 硬度试验是机械性能试验中最简单易行的一种试验方法。为了能用硬度试验代替某些机械性能试验，生产上需要一个比较准确的硬度和强度的换算关系。 金属和金属材料综合测试（含答案） 一、金属和金属材料选择题 1．下列四支试管中，铁钉锈蚀最快的是( ) A．B．C．D． 【答案】D 【解析】 铁生锈的条件是铁与氧气、水同时接触。A、缺少氧气，不易生锈；B、缺少氧气，不易生锈；C、同时与水、氧气接触，易生锈；D、氯化钠能加快铁的生锈。故选D。 2．如图所示的四个图象，能正确反映对应变化关系的是（） A．水的电解 B．木炭在密闭的容器内燃烧 C．加热一定量的高锰酸钾制氧气 D．等质量的锌、铁与足量的稀硫酸反应 【答案】D 【解析】 【分析】 A.根据电解水时生成的氢气和氧气的体积比分析； B.根据木炭燃烧时生成的二氧化碳与时间的关系分析； C.根据加热一定量的高锰酸钾时生成的氧气与时间的关系分析； D.根据等质量的锌、铁与足量的稀硫酸反应时，生成的氢气与时间的关系分析． 【详解】 A.电解水时生成的氢气和氧气的体积比是2：1，图中是质量比，故A 选项说法不正确。 B.木炭在密闭的容器内燃烧时二氧化碳的质量应该是由零增加到一定值，故B 选项说法不正确。 C.加热一定量的高锰酸钾制氧气时氧气的质量是不断增加的，当高锰酸钾完全反应后氧气的质量不再增加，故C 选项说法不正确。 D.锌的活泼性大于铁与酸反应产生的氢气的速率快，等质量的锌和铁与酸反应，铁产生的氢气多。故D 选项说法正确。 故选D 。 【点睛】 掌握电解水的实验、质量守恒定律、金属与酸反应的性质是正确解答本题的关键。 3．实验室用氯酸钾制氧气的化学方程式为2KClO 3 2MnO 加热2KCl+3O 2↑，该反应属于（ ） A ．化合反应 B ．分解反应 C ．置换反应 D ．复分解反应 【答案】B 【解析】 【详解】 A 、化合反应是有两种或两种以上的物质生成一种物质的化学反应，故选项错误； B 、分解反应是由一种物质生成两种或两种以上的物质的反应，322MnO 2KCl Δ2KClO +3O ，属于分解反应，故选项正确； C 、置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的化学反应，故选项错误； D 、复分解反应是两种化合物互相交换成分生成另外两种化合物的反应，故选项错误。 故选B 。 【点睛】 置换反应是一种单质和一种化合物反应生成另一种单质和另一种化合物的化学反应。 4．2017年春季，在张献忠沉银现场，考古学家发现了金币、银币、铜币和银锭，还有铁刀、铁矛等兵器，金币银币光亮如初，铁刀铁矛铸迹斑赶。下列说法不正确的是（ ） A ．金银铜铁都是重要的金属资源 B ．金银的化学性质比铜铁更稳定 C ．自然界中，金、银、铜、铁主要以单质的形式存在 金属材料硬度测试实验集团标准化办公室：[VV986T-J682P28-JP266L8-68PNN] 实验报告 课程名称：材料性能研究技术成绩：实验名称：金属材料硬度测试实验批阅人： 实验时间：实验地点：x5406报告完成时间：2 姓名：学号：班级： 同组实验者：指导教师： 一、实验目的 1.了解不同类型硬度测试的基本原理。 2.了解不同类型硬度测试设备的特点及应用范围。 3.掌握各类硬度计的操作方法。 二、实验原理 金属的硬度可以认为是金属材料表面在压应力作用下抵抗塑性变形的一种能力。硬度测试能够给出金属材料软硬度的定量概念，即：硬度示值是表示材料软硬程度的数量指标。由于在金属表面以下不同深度处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同，因而硬度值可以综合地反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量应变抗力、应变强化能力以及大量形变抗力。硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形的能力越大，材料产生塑性变形就越困难。硬度的大小对于机械零件或工具的使用寿命具有重要的影响。 硬度测试方法有很多，大体可以分为弹性回跳法（如肖氏硬度）、压入法（如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度）和划痕法（如莫氏硬度）等三类。 硬度是表征金属材料软硬程度的一种性能，其物理意义随着试验方法的不同而表示不同的意义。其中弹性回跳法主要表征金属弹性变形功的能力；压入法主要表征金属塑性变形抗力及应变硬化能力；而划痕法主要表征金属切断能力。 下面介绍三种最常用的硬度测试方法： 1、布氏硬度 （1）布氏硬度试验原理 用一定直径D（mm）的硬质合金球作为压头，用一定的试验力F（N），将其压入试样表面，经过规定的保持时间t（s）之后卸载试验力，观察试样表面，会发现有残留压痕（如图1）。测残留压痕的平均直径d（mm），然后求出压痕球形面积A（mm2）。布氏硬度值（HBW）就是试验力F除以压痕表面积A所得的商，F以N作为单位时，其计算公式为 注：布氏硬度值不标出单位 布氏硬度试验用的压头球直径有10mm、5mm、2.5mm和1mm四种，主要根据试验厚度选择，选择要求是使压痕深度h小于试样厚度的1/8。当试样厚度足够时，应尽量选用10mm的压头球。 （2）布氏硬度的特点 布氏硬度试验时一般采用直径较大的压头球，所以它所得的压痕面积会比较大。 初三化学金属和金属材料测试卷(有答案)经典 一、金属和金属材料选择题 1．锡（Sn）是五金之一，它的金属活动性顺序位于铁和铜之间，则下列反应不会发生的是（） A．Zn+Sn（NO3）2═Zn（NO3）2+Sn B．Sn+2HCl═SnCl2+H2↑ C．Sn+2AgNO3═Sn（NO3）2+2Ag D．Sn+MgSO4═SnSO4+Mg 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A、由于锌位于铁的前面，锡（Sn）位于铁的后面，所以锌能置换硝酸锡中的锡，故A能发生反应； B、锡（Sn）位于铁和铜之间，且锡位于氢的前面，能与酸反应，故B能发生反应； C、因为锡（Sn）位于铁和铜之间，银位于铜的后面，所以锡位于银的前面，故C能发生反应； D、因为镁位于铁的前面，锡（Sn）位于铁的后面，所以锡（Sn）位于镁的后面，所以该反应不能发生． 故选D． 【点睛】 只有排在前面的金属才能把排在它后面的金属从盐溶液中置换出来． 2．对甲、乙、丙三种金属活动性的实验研究过程如下： （1）取大小相等的三种金属片，分别放入硫酸铜溶液中，一段时间后，甲、丙表面出现红色物质，乙没有现象． （2）取大小相等的甲、丙两种金属片，分别放入相同的稀盐酸中，甲、丙表面都产生气泡，但甲产生气泡的速率明显比丙的快．则甲、乙、丙三种金属的活动性顺序是（）A．甲＞丙＞乙B．丙＞乙＞甲C．甲＞乙＞丙D．丙＞甲＞乙 【答案】A 【解析】 ①取大小相等的三种金属片，分别放入相同的CuSO4溶液中，一段时间后，X、Z表面出现红色物质，Y没有现象，可判断X、Z的活动性比Cu强而Y的活动性不如Cu强．②取大小相等的X、Z两种金属片，分别放入相同的稀盐酸中，X、Z表面都产生气泡，但X产生气泡的速度明显比Z的快，可判断在金属活动性顺序中，X、Z都位于氢之前且X的活动性比Z强．综合以上分析，则X、Y、Z三种金属的活动性顺序是X＞Z＞Y；故选A． 【点评】金属活动性顺序中位于氢之前的金属能从酸中置换出氢，活动性强的金属能将活 实验五硬度实验 一．实验目的 1．了解硬度测定的基本原理及应用范围。 2．了解布氏硬度实验机的主要结构及操作方法。 二．概述 硬度是指材料对另一较硬物体压入表面的抗力，是重要的机械性能之一。它是给初级金属材料软硬程度的数量概念，硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形能力越大，材料产生塑性变形就越困难，硬度实验方法简单，操作方便，出结果快，又无损于零件，因此被广泛应用。测定金属硬度的方法很多，有布氏硬度、洛氏硬度和维氏硬度等。 1．布氏硬度（HB） （1）布氏硬度实验的基本原理 布氏硬度实验是以一定直径的钢球施加一定负荷P，压入被测金属表面（如图1所 示）保持一定时间，然后卸荷，根据金属表面的压痕面积F求应力值，以此作为硬度值的计量指标，以HB表示，则 （5-1） 式中：P—负荷（kgf）； D—钢球直径（mm） h—压痕深度（mm） 图5-1 布氏硬度实验原理图 由于测量压痕d要比测量压痕深度h容易，将h用d代换，这可由图5-1（b）中的△Oab关系求出： （5-2） 将式（5-2）代入式（5-1）即得： （5-3） 式（5-3）中，只有d是变数，所以只要测量出压痕直径，就可根据已知的D和P值计算出HB值。在实际测量时，可根据HB、D、P、d的值所列成的表，若D、P已选定，则只需用读数测微尺（将实际压痕直径d放大10倍的测微尺）测量压痕直径d，就可直接查表求得HB值。 由于金属材料有硬有软，所测工件有厚有薄，若采用同一种负荷（如 3000kgf）和钢球直径（如10mm）时，则对硬的金属适合，而对软的金属就不合适，会使整个钢球陷入金属中；若对厚的工件适合，而对薄的金属则可能压透，所以规定测量不同材料的布氏硬度值时，要有不同的负荷和钢球直径，为了保持统一的，可以相互进行比较的数值，必须使P和D之间保持某一比值关系，以保证所得到的压痕形状的几何相似关系，其必要条件就是使压入角保持不便。 由图5-1（b）可知： 金属和金属材料 一、选择题 1．下列金属单质不能与稀盐酸反应放出氢气的是（） A．Cu B．Zn C．Mg D．Fe 【答案】A 2．材料与人类生活紧密相关，下列物品所用的材料不属于金属材料的是（）A．钛合金人造骨B．灯泡里的灯丝 C．钻石D．黄金饰品 【答案】C 3．下列属于置换反应的是（） A．2CO+O22CO2 B．H2CO3H2O+CO2↑ C．NaOH+HCl NaCl+H2O D．2Al+6HCl2AlCl3+3H2↑ 【答案】D 4．下列物质不能由金属直接与稀盐酸或稀硫酸反应制得的是（）A．ZnCl2B．Fe2(SO4)3 C．AlCl3D．MgSO4 【答案】B 5．下列防锈措施不合理的是（） A．钢管存放在干燥的地方 B．用盐水清洗菜刀 C．及时清除铁制品表面的锈渍 D．在铁管表面镀上一层不易锈蚀的金属 【答案】B 6．下列关于金属材料的说法中正确的是（） A．铝制品表面应常用钢刷擦洗 B．可用铁桶盛装农药波尔多液 C．焊锡（锡铅合金）的熔点低，常用来焊接金属 D．钢因为比生铁的含碳量高，所以应用范围更广 【答案】C 7．化学世界绚丽多彩，下列实验中有关颜色的描述不正确的是（） A．硫粉在氧气中燃烧出现蓝紫色火焰 B．将铁钉加入到稀硫酸中，溶液由无色变为黄色 C．对木炭和氧化铜的粉末加强热会出现红色物质 D．将铜片放入硝酸银溶液，溶液由无色变为蓝色 【答案】B 8．下列指定反应的化学方程式正确的是（） A．铁丝在氧气中燃烧：4Fe+3O22Fe2O3 B．铜与稀盐酸反应：Cu+2HCl CuCl2+H2↑ C．常温下铝表面氧化膜的生成：Al+O2Al2O3 D．常温下铜锈蚀形成铜绿：2Cu+CO2+O2+H2O Cu2(OH)2CO3 【答案】D 9．有X、Y、Z三种金属，X在常温下就能与氧气反应，Y、Z在常温下几乎不与氧气反应；如果把Y和Z分别放入硝酸银溶液中，过一会儿，在Z表面有银析出，而Y没有变化。根据以上实验事实，判断X、Y、Z三种金属的活动性由强弱的顺序正确的是（） A．X、Y、Z B．X、Z、Y C．Y、Z、X D．Z、Y、X 【答案】B 10．化学小组为探究铝、铜、银三种金属的活动性顺序，设计了如图所示实验方案。 下列说法不正确的是（） A．由实验甲可知金属活动性：Al＞Cu B．由实验乙可知金属活动性：Cu＞Ag C．由实验甲、乙、丙可知金属活动性：Al＞Cu＞Ag 实验一 金属材料的硬度实验 一、实验目的 1.了解布氏、洛氏硬度测定的基本原理及应用范围。 2.了解布氏、洛氏硬度试验机的主要结构及硬度数据的测试方法。 二、实验原理 金属的硬度可以认为是金属材料局部表面在接触压力的任用下抵抗塑性变形的一种能力。硬度值是材料性能的一个重要指标。试验方法简单、迅速，不需要专门的试样，同时保持试样的完整性，设备也比较简单。而且对大多数金属材料，可以硬度值估算出它的抗拉强度。因此在设计图纸的技术条件中大多规定材料的硬度值。检验材料或工艺是否合格有时也需用硬度。所以硬度试验在生产中广泛使用。 硬度测试方法很多，使用最广泛的是压入法。压入法就是一个很硬的压头以一定的压力压入试样的表面，使金属产生压痕，然后根据压痕的大小来确定硬度值。压痕越大，则材料越软；反之，则材料越硬。根据压头类型和几何尺寸等条件的不同，常用的硬度测试方法可分为布氏法、洛氏法和维氏法三种。 三、布氏硬度（HB ） 布氏硬度用符号HB 表示。这种试验方法是把规定直径（10mm 、5mm 、2.5mm ）的硬质合金球以一定的试验力压入所测材料的表面（如图1-1所示），保持规定时间后，测量表面压痕直径（如图1-2所示），然后按下式计算硬度： ) (222d D D D P F P HBW --= = π 式中 HBW-表示用硬质合金球测试时的布氏硬度值； P-载荷（kgf ）；（1kgf ＝9.8N ） D-压头钢球直径（mm ）； d-压痕平均直径（mm ）； F-压痕面积（mm2）； 式中只有d 是变数，故只需要测出压痕直径d ，根据已知D 和P 值就可以计算出HB 值。布氏硬度习惯上不标出单位。生产中已专门制定了平面布氏硬度值计算表见附录一，用读数显微镜测出压痕直径后，直接查表就可获得HB 硬度值。 图1-1 布氏硬度测量示意图 图1-2 用读数显微镜测量压痕直径 由于金属材料有软有硬，工件有厚有薄，有大有小，如果只采用同一种载荷和钢球直径时，就会出现对硬的材料合适，而对软的材料可能发生钢球陷入金属内部的现象；若对厚的材料合适，而对薄的材料又可能会出现压透的现象。因此为了得到统一的，可以相互比较的值，必须使P 和D 之间维持某一比值关系。这样对同一种材料而言，不论采用何种大小的载荷和钢球直径，只要能满 足2 D P ＝常数，所得的HB 值是同样的；则对不同的材料来说，所得的HB 值也是可以进行比较的。按照GB231－63规定，2 D P 比值有30、10和2.5三种。 具体试验数据的选择和使用范围可参考表1-1 由于硬度和强度都以不同形式反映了材料在外力作用下抵抗塑性变形的能力，因而硬度和强度之间有一定的关系，其经验换算公式为： 第八章复习金属和金属材料单元练习 一、选择题 1．国际因特网上报道：“目前世界上有20万人患有缺铁性贫血．”我国政府将启动“酱油补铁工程”．这里的铁是指（） A．铁元素B．铁单质 C．四氧化三铁D．三氧化二铁 2．铝的抗腐蚀能力强的原因是() A．铝在常温下不与氧气反应 B．铝的化学性质不活泼 C．铝的表面容易形成一层致密的氧化物薄膜 D．铝有较强的还原性 3．铜粉中含有少量的铁粉，最佳的除铁办法是() A．加入足量稀硫酸，过滤B．在空气中灼烧 C．高温下加热并通入氢气D．加入足量硫酸铜溶液，过滤 4．在茶缸和脸盆等铁制品表面烧制搪瓷的目的是() A．增大硬度防止撞坏B．增大厚度防止磨损 C．防止铁生锈且美观D．美观和杀菌消毒 5.如下图所示，在盛水的试管中放一根洁净的铁钉，用带U型管的胶塞塞紧，U型管内液面处于同一高度．数天后观察U型管内的水面（） A．a比b高 B．b比a高 C．一样高 D．U型管中的水从b管中全部溢出 6.在天平的左右两个托盘上，各放一质量相等的烧杯，其中盛有等质量的稀硫酸，天平平衡，如果分别将下列四组中的两种物质放入左右两个烧杯内，充分反应后，天平仍保持平衡的是() A．等质量的锌和铜 B．等质量的铁和铜 C．等质量的锌和铁(反应后烧杯中两种金属均有剩余) D．等质量的锌和铁(反应后烧杯内酸都有剩余) 7．我国是世界文明发达最早的国家之一，如冶铁、炼钢、湿法炼铜都是我国劳动人民发明的，它们最早发现的朝代依次是() A．春秋、战国、宋代B．宋代、战国、春秋 C．宋代、春秋、战国D．春秋、宋代、战国 8．生铁和稀盐酸反应后会留有残渣，残渣的主要成分是() A．氯化亚铁B．三氧化二铁 C．碳D．铁 9．将一枚洁净的铁钉浸入稀硫酸中，下列叙述：①铁钉表面产生气泡②液体由无色逐渐变为浅绿色③铁钉的质量减轻④液体的质量减轻．其中正确的是() A．②③B．①②④ C．①②③D．①②③④ 10．利用下列各组物质之间的反应，能够验证Fe、Cu、Ag三种金属活动性顺序的是() A．Fe、CuCl2溶液、Ag B．FeCl2溶液、CuCl2溶液、Ag C．FeCl2溶液、Cu、Ag D．Fe、CuCl2溶液、AgNO3溶液 二、填空题 1．用铁桶盛装硫酸铜溶液时，铁桶很快出现漏洞是因为______________________，反应方程式为______________________． 2．生铁和钢都是铁的合金，它们的性能不同，用途也不同．在你所知的物品中，______________________是由生铁制成的；______________________是由钢制成的．3．迎香港回归，在《南京条约》议约地——南京下关区静海寺敲响了“警世钟”，铸造该钟采用的主要金属材料是___________________，此金属的优点是____________________________． 4．高层建筑都采用铝合金门窗而不采用钢门钢窗，铁制的舰船外面需涂油漆而铝合金制的飞机却不用，解释两个事例的原因：①_________________；②______________________．5．如下图所示，在杠杆的两端分别挂着质量相同的铜球和锌球，这时杠杆平衡．然后将两球分别浸没在稀H2SO4和CuSO4溶液中一段时间． (1)杠杆向________(左或右)倾斜． (2)________(左或右)杯中溶液密度大． 6．盛放在油罐车内的石油产品，振荡可以产生静电容易引起火灾．所以在石油罐车尾部有一条拖地铁链，这是利用铁____________________的性质． 7．现有A、B、C三种金属，已知A能将C从它的溶液中置换出来，B能与盐酸或稀硫酸反应产生氢气，A不能与盐酸或稀硫酸反应．则这三种金属活动性由强到弱的顺序是 一、《工程材料学》实验 实验一金属材料的硬度测试 一、实验目的 1．了解不同种类硬度测定的基本原理及应用范围； 2．了解布氏、洛氏硬度实验的操作方法及设备特点； 3．学会使用硬度计。 二、实验原理 金属材料的硬度可以认为是金属材料表面局部区域在接触应力作用下抵抗塑性变形或破裂的能力。由于在金属表面以下不同深处材料所承受的应力和所发生的变形程度不同，因而硬度值可以综合反映压痕附近局部体积内金属的弹性、微量塑变抗力、塑变强化能力以及大量形变抗力，是表征材料性能的一个综合参量。硬度值越高，表明金属抵抗塑性变形能力越大，材料产生塑性变形就越困难。 硬度测量能够定量地给出金属材料软硬程度的相对数量概念。 硬度的实验方法有十多种，基本可分为压入法和刻划法两大类。在机械工业中广泛采用压入法来测定硬度。压入法又可分为布氏硬度、洛氏硬度等，它们只是一些不同的实验方法而已，没有什么必然的内在关系。 压入法硬度实验有以下几方面的优点，导致它在生产和科研中的广泛应用： 1、硬度实验设备简单，操作迅速方便； 2、实验对象可以是各类工程材料和各种尺寸的零件，无须加工专门的试样， 而且实验时一般不会破坏成品零件； 3、作为一种综合的性能参量，硬度与其他机械性能指标之间有着一定的内在 联系，从一定程度上，可用硬度实验结果估算相关性能而免做复杂的实验。如：金属的硬度与强度指标之间存在着如下近似关系： бb=K*HB 式中：бb —材料的抗拉强度； K—系数，取值见表一； HB—布氏硬度。 考； 5、硬度能敏感地反映材料的成分与组织结构的变化，可用来检验原材料和控 制冷热加工质量。 （一）布氏硬度： 布氏硬度实验是对试样施加一定大小的载荷P，将直径为D的钢球压入试样表面（如图1所示）保持一定时间，然后卸除载荷，根据钢球在试样表面上所压出的凹痕面积F凹求出平均应力值，以此作为硬度值的计量指标，用符号HB表示。 计算公式如下： HB=P/F凹 式中：HB—布氏硬度；P—施加外力，N；F凹—压痕面积，mm2。 根据压痕面积和球面之比等于压痕深度h和钢球直径D之比的几何关系，可以求出： F凹=πDh 式中：D—压头直径，mm；h—压痕深度，mm。 由于测量压痕直径d要比测定压痕深度h容易，而在数学表达式中可将h的改换成d 来表示，这样，在实际测量时，可由压痕直径d直接查表得到HB值。 当压头为淬火钢球时，硬度符号为HBS，适用于布氏硬度值低于450的金属材料；当金属材料对照表
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