常见金属材料介绍

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1、常见金属材料介绍 一、几种重要的金属在生活中，应用最广泛的金属莫过于铁、铜、铝，它们在性质上有很 多共同的地方.例如都有导电性、可导热、具有延展性、具有金属光 泽等.但在这些共性中也存在着许多差异，例如为什么用铁制菜刀、 锄头而不用铝？为什么灯丝用钨制而不用铁丝或铜丝制？这都与它 们性质上的差异有关铁的硬度较大，用它制造刀具、锄头等使用时 不易变形，而铝的硬度小、质地软、易变形，不宜用来制造工具.白 炽灯内的灯丝通常用钨制，是因为它的熔点高达3410C，高温下不 易熔化，而铁、铜的熔点比钨低近2000C，高温下易熔化形成断路.关于金属的用途，不仅要考虑它们的性质，还要考虑价格、资源、是 否美观

2、，使用是否便利以及废料是否易于回收和对环境的影响等多种 因素.例如，银的导电性比铜的好，可电线一般用铜制而不用银制，这是为 什么呢？这是因为银在自然界中含量少、价格高，如果用银制电线， 成本会太高，所以往往用铜来代替.再例如水龙头上往往镀一层铬而 不镀金，原因有二：一是金价格昂贵；二是因为金的硬度低，易磨损， 而铬的硬度大，耐磨，保存时间长久.铝粉有美丽的银白色光泽（一 般金属的粉末多为黑色），常用来做涂料（俗称银粉、银漆），以保 护铁制品不被腐蚀，而且美观.在实际生活中，一些纯金属并不能满足生产生活的需要，所以科学家 们经过研究探索，发现在纯金属中熔合其他一些金属或非金属，会改 变金属的某些

3、性能，这就是合金.二、合金及其利用所谓合金，是指一种金属跟另一种或几种金属（或非金属），在一定 温度下熔合在一起形成的具有金属特性的固体混合物，它们的性能往 往优于纯金属.所以，在日常生活、工农业生产和科学研究中，大量 使用的常常不是纯金属，而是它们的合金.下面我们就来介绍几种金 属的合金.（一）铁的合金生铁和钢是在生活中和生产上使用最为普遍的金属材料.生铁和钢都 是铁的合金，生铁中含碳2%4. 3%，另外还含有少量的硅、锰、硫、 磷等元素；钢中含碳在0. 03%2%之间，还含有极少量的硅、锰元素.这 是生铁和钢最本质上的区别.正因为结构上的不同，决定了它们在物 理性质上存在很大的差异.一般来

4、说，生铁的熔点比钢略低，硬而脆， 无韧性，而钢有良好的韧性和塑性.由于性质上的不同，决定了生铁和钢有不同的用途.生铁由于含碳量 较高，所以硬而脆，因此不适宜煅压，只适合浇铸制成铸件.如炉具、 暖气片等.但是随着生产工艺的更新，现在能生产出一种在性能上与 钢十分相似的生铁，即球墨铸铁.钢在生产、生活中的应用日益广泛， 这跟它的优良性能是分不开的.钢因其成分不同可分为碳素钢、合金 钢，它们的区别是碳素钢中主要合金元素是碳，合金钢中主要的合金 元素是不同的金属元素.碳素钢主要用来制作机械零件、钢管、刀具、 模具、量具等.合金钢则因主要合金元素的不同而具有不同的用途.例 如钢中加入锰元素，韧性好、强度

5、大，所以常用它来制钢轨、轴承、 钢磨及用于军事机械；钢中加铬元素，增强了抗腐蚀性，就是大家非 常熟悉的不锈钢；知道物理课上讲的变压器、发电机和电动机的铁芯 是什么吗？它可不是普通的铁块，而是硅钢，是钢中加了硅元素，导 磁性非常好.由此可见，合金的性能与组成它们的纯金属有很大的不 同，合金更容易适合于不同的用途，日常使用的金属材料，大多数属 于合金.（二）铜的合金铜易与其他金属形成合金，铜的合金种类很多，常用的有：青铜：含Cu 80%，Sn 15%，Zn 5%.青铜的强度高，可塑性好，耐磨， 耐腐蚀，常用来做机械零件，如轴承、齿轮等.白铜：含铜50%70%，镍（Ni） 18%20%，锌13%15

6、%.白铜的光 泽好、耐磨、耐腐蚀、易加工，主要用来制刀具、钱币、代替银做饰 品.黄铜：含铜60%，锌40%.黄铜的强度高，可塑性好，易加工，常用 作机器零件、仪表，由于它的外表金光灿灿，容易被不法分子用来冒 充黄金行骗.（三）钛和钛合金钛是一种银白色金属，熔点较高，密度较小，机械强度高，且容易加 工成形，并具有优异的抗腐蚀性能，在低温和超低温下，钛和钛合金 仍能保持它们的良好的机械性能.在金属加工工业中，钛钨硬质合金用以制造刀具、切削钢材.在航空工业中，钛和钛合金用以制造喷气发动机和飞机的机身.在火 箭、导弹和宇航工业上主要用作压力容器、燃料贮箱、火箭发动机壳 体、人造卫星外壳、宇宙飞船船舱等

7、.在造船工业中，用以制造海轮和舰艇的外壳.在医学上，由于钛的密度小、强度大，由它制成的医用补形材料装入 人体后易于为人体所适应，所以常用来制造代替人体内被损坏的骨 骼.此外，钛在冶金工业、电子器件及通讯设备、造纸工业等方面，都有 广泛应用钛虽然有许多优良性能，但因冶炼困难，价格较贵，它的 推广使用目前还存在着一定的限制.合金之所以能得到广泛应用，是因为合金的性能比纯金属更理想；而 且随元素的含量增减可制造出适用不同用途的合金.通常广泛应用的 合金在性能上都是它们纯金属性能的理想综合.例如铝虽然具有耐腐 蚀的优点，但质地较软、硬度小、易变形、不耐磨，在生活生产中无 法得到广泛地应用.但是，如果将

8、几种硬度较大的金属与铝熔合，如 锰和非金属硅等，就会大大提高它的硬度，通常将这种铝合金叫做硬 铝.你家的铝合金门窗就是由硬铝作为材料制成的，它的特点是轻而 坚韧.硬铝还可用作汽车、船舶、飞机等材料.问题全解1. 在实际生活中，如何选择合适的金属制品进行应用？答：物质的用途在很大程度上是由物质的性质决定的.但这并不是唯 一的决定因素，还需要考虑价格、资源、是否美观、使用是否便利以 及废料是否易于回收和对环境的影响等多种因素.例如：金、银、铜 都有优良的导电性，但金、银在自然界中的储量低，价格昂贵，而铜 在自然界中广泛存在，易于冶炼，相对而言，价格要便宜的多，所以 通常选铜做电线.再如铝有较好的延

9、展性（它的延展性仅次于金和 银），在100C150C时可制成薄于0.01 mm的铝箔.这些铝箔广 泛用于包装香烟、糖果等.2. “不锈钢”为何不易生锈？答：不锈钢是合金钢的一种，它的合金元素是铬和镍，含碳量较低.不 锈钢不易生锈，主要是合金元素铬的功劳.铬一方面能形成一层致密 的CrO钝化膜，使钢与腐蚀介质隔离；另一方面，当铬含量超过12.2 35%时，会大大提高钢的防腐蚀能力.所以不锈钢中铬的含量都在12% 13%以上.不锈钢中另一种合金元素镍是铬的助手，它们能形成均匀 的组织，进一步提高钢铁的抗腐蚀能力.3. 为什么宝石有不同的颜色？答：宝石以绚丽的色彩博得人们的喜爱.宝石之所以有不同的颜

10、色， 首先宝石中所含金属的种类和数量不同.如红宝石和墨绿宝石中含有 铬离子；翠绿的土耳其玉中含有铜离子；朱丹色的红玛瑙中含有铁离 子，因此宝石的颜色就各有不同.另外，有些宝石的颜色是由自身结 品时原子排列造成的.再有，人工染色也会使宝石变色.4. 怎样区别“钢”和“铁”？答：钢铁在人们生活中占有非常重要的位置.“钢铁”是人们常用的 一个名词，但是从化学角度来看“钢”与“铁”并不相同.铁是一种常见的金属元素，元素符号为Fe.铁在地壳中含量较丰富， 仅次于氧、硅、铝等元素居第四位，在金属元素中居第二位.一般的钢铁器具是铁碳合金，含碳量在0. 03%以下的称为软铁；含碳 量为0. 3%0. 25%的称为低碳钢；含碳量在0. 25%0. 6%的称为中碳 钢；含碳量在0. 6%以上的钢为高碳钢；含碳量在2%以上的为生铁.含 碳量越高，硬度越大；含碳量越低，韧性越好.不锈钢中除铁以外，常含有铬（Cr）、镍（Ni）等元素.如含铬16% 20%的不锈钢广泛用在抗腐蚀的化工设备上.锰钢则是含锰元素的铁锰合金.含锰量在10%15%的锰钢具有耐磨 抗冲击的特性，用于制造车轴、履带等.“白铁”是表面镀锌的低碳钢薄板.“马口铁”是表面镀锡的低碳钢 薄板.可见，化学中指的铁是纯净的铁单质.日常生活中的“铁” “钢” “钢 铁”通常是指以铁为主的金属合金，或铁与非金属的合金，主要是铁 碳合金.