第二节 金属材料
第1课时 常见的合金及应用
[核心素养发展目标] 1.能从合金结构与组成的角度理解合金的特殊性能，培养宏观辨识与微观探析的能力。2.能列举常见合金的组成和性能，能科学、合理的选择和使用金属材料，培养学生的科学态度和社会责任感。
一、铁合金
1.合金
金属材料包括纯金属和它们的合金，日常使用的金属材料，大多数属于合金。
(1)合金的概念：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。
(2)合金的性质
合金具有优良的物理、化学或机械性能；一般来说，合金的硬度大于各成分金属，熔点低于各成分金属。
思考1 根据纯金属与合金的结构比较，说明合金的硬度比其成分金属大的原因。
提示 纯金属内所有原子的大小和形状相同，原子排列十分规整；加入或大或小的其他元素的原子后，改变了金属原子有规则的层状排列，使原子层之间的相对滑动变得困难，导致合金的硬度变大。
思考2 已知铜的熔点为1 083 ℃，钠的沸点为883 ℃，试问铜与钠能否形成合金？
提示 不能。当铜开始熔化时，钠已经气化，所以二者不能形成合金。
2.铁合金
铁和碳形成的合金，因含碳量不同分为生铁(含碳量一般为2%~4.3%)和钢(含碳量为0.03%~2%)，钢是用量最大、用途最广的合金。
不锈钢是最常见的一种合金钢，它的合金元素主要是铬和镍，在大气中比较稳定，不易生锈，抗腐蚀能力强。
思考3 根据以上所述，说明碳素钢含碳量与其性能的关系。
提示 钢的含碳量越低，韧性越好，硬度越低；含碳量越高，韧性越差，硬度越高。
(1)合金的组成及性质：合金是具有金属特性的混合物，没有固定的熔点；合金中一定含有金属元素，可能含有非金属元素；合金形成后影响各成分金属的物理性质但化学性质不变。
(2)合金的形成条件：一种金属的熔点高于另一种金属的沸点时则不能形成合金。
1.判断正误
(1)合金一定是不同金属熔合而成的具有金属特性的化合物( )
(2)生铁的熔点比纯铁低，但机械强度和硬度比纯铁高( )
(3)生铁中的铁与纯铁的化学性质不同( )
(4)地震灾区重建要使用大量钢材，钢材是合金( )
答案 (1)× (2)√ (3)× (4)√
2.合金是一类用途广泛的金属材料，下列关于合金的说法正确的是( )
A.合金具有优良的物理、化学或机械性能
B.合金只能由两种或两种以上的金属组成
C.合金的制备过程发生的是化学变化
D.铁合金不能与酸反应
答案 A
解析 合金是一种金属熔合其他金属或非金属形成的具有金属特性的混合物，合金中可以含有非金属元素，如生铁为铁与碳的合金，故B不符合题意；合金的制备过程没有新物质生成，是物理变化，故C不符合题意；铁合金中含有铁，能够与盐酸等反应生成盐和氢气，故D不符合题意。