BÀI 4. VẬT LIỆU KIM LOẠI VÀ HỢP KIM
Trang bìa
Trang bìa
Ảnh
BÀI 4. VẬT LIỆU KIM LOẠI VÀ HỢP KIM
Đặt vấn đề
Khởi động
Câu hỏi: Quan sát các hình và cho biết các sản phẩm trên sử dụng vật liệu nào. Các vật liệu này có tên gọi chung là gì?
Ảnh
Thép hợp kim
Ảnh
Gang
Ảnh
Nhôm và hợp kim nhôm
Ảnh
Đồng và hợp kim đồng
Sắt và hợp kim của sắt
Kim loại và hợp kim màu
I - Phân loại vật liệu kim loại và hợp kim
Ghi nhớ
Ghi nhớ :
Sơ đồ tư duy
Phân loại
I - Phân loại vật liệu kim loại và hợp kim
- Sắt (Fe) và hợp kim của nó (thép và gang) được gọi là sắt và hợp kim của sắt. - Sắt và hợp kim của sắt được sử dụng trong cơ khí nhiều hơn vì giá thành rẻ hơn .
Ảnh
Ảnh
Ảnh
Nội dung
Ảnh
- Nhôm (Al), đồng (Cu), nickel (Ni), kẽm (Zn), chromium (Cr).... và hợp kim của chúng được gọi là kim loại và hợp kim màu.
Nồi , chảo bằng hợp kim nhôm
Ảnh
Hợp kim của đồng được sử dụng trong các thiết bị điện tử
- Tuy nhiên, kim loại và hợp kim màu có nhiều tính chất có giá trị như độ bền, độ dẻo, khả năng chống ăn mòn, và tính trang trí cao.
Ảnh
Ảnh
Ảnh
II - Tính chất cơ bản của vật liệu kim loại và hợp kim
Hoạt động nhóm
Ảnh
Chia lớp thành 4 nhóm :
Ảnh
Nhóm 1 : Tính chất cơ học của vật liệu kim loại và hợp kim
Ảnh
Nhóm 2 : Tính chất vật lí của vật liệu kim loại và hợp kim
Ảnh
Nhóm 3 : Tính chất hoá học của vật liệu kim loại và hợp kim
Ảnh
Nhóm 4 : Tính công nghệ của vật liệu kim loại và hợp kim
Cơ học - Vật lí
II - Tính chất cơ bản của vật liệu kim loại và hợp kim
1. Tính chất cơ học
- Kim loại và các hợp kim của nó có tính dẻo, đàn hồi, và độ bền kéo, độ bền nén nhất định. - Kim loại cứng, có màu sắc ánh kim, có thể dát mỏng và gia công thành nhiều hình thủ đa dạng. - Mỗi kim loại và hợp kim có các tính chất cơ học khác nhau, phụ thuộc vào thành phần của chúng.
2. Tính chất vật lí
- Tính chất vật lí cơ bản của kim loại bao gồm khối lượng riêng, nhiệt độ nóng chảy, tính giãn nở, tính dẫn nhiệt, tính dẫn điện và từ tính. - Kim loại và hợp kim có tính dẫn điện tốt nhờ các ion. - Kim loại có tính dẫn nhiệt và từ tính tốt, cùng với điểm nóng chảy cao. - Hầu hết kim loại ở thể rắn ở nhiệt độ môi trường, chỉ trừ thuỷ ngân và copernixi ở thể lỏng.
Hóa học - Công nghệ
3. Tính chất hoá học
- Sắt và hợp kim của sắt dễ bị oxi hoá và ăn mòn trong môi trường acid muối. - Hầu hết kim loại và hợp kim màu khó phản ứng hoá học, không dễ bị oxi hoá và không bị gỉ.
4. Tính công nghệ
- Thép: tính rèn, cắt gọt, đột, dập, hàn, mài cao, nhưng tính đúc thấp. - Gang: không rèn, dập được, nhưng tính đúc tốt. - Các kim loại màu và hợp kim của chúng có tính rèn, dập, cán ép, cắt gọt cao vì độ dẻo lớn, một số có tính đúc tốt như đồng và hợp kim đồng.
III - Một số vật liệu kim loại và hợp kim thông dụng
Gang - Thép
III - Một số vật liệu kim loại và hợp kim thông dụng
1. Gang
- Gang là hợp kim của sắt và carbon, hàm lượng C chiếm từ 2,14% đến 4,3%, có tính giòn, màu xám đặc trưng. - Gang dẫn điện tốt, chịu ăn mòn kém, không có khả năng rèn, dập nhưng đúc tốt. - Trong cơ khí, gang được dùng để chế tạo các chi tiết bạc trượt, vỏ động cơ, vỏ máy công nghiệp,...
2. Thép carbon
- Thép carbon là hợp kim của sắt và carbon (<2,14%) với các tạp chất silic, manganese, phosphorus, sulfur. - Thép carbon có cơ tính tổng hợp cao và khả năng biến dạng dẻo tốt. - Có tính dẫn nhiệt tốt, điện trở lớn và tính chịu ăn mòn kém. - Có tính rèn, cắt gọt, đột dập, hàn, mài và là vật liệu xương sống của các ngành công nghiệp. - Được sử dụng để sản xuất dụng cụ cắt, khuôn dập và các dụng cụ đo lường trong ngành cơ khí.
Ảnh
Thép - Nhôm
3. Thép hợp kim
- Thép hợp kim chứa nguyên tố hợp kim như Mn, Si, Cr, Ni, Ti,... - Thép hợp kim có tính nhiệt luyện, bền ở nhiệt độ cao và tính chống ăn mòn tốt. - Trong ngành cơ khí, thép hợp kim dùng để chế tạo các chi tiết chịu lực, nhiệt, ăn mòn và nâng cao tuổi thọ máy.
Ảnh
4. Nhôm và hợp kim nhôm
- Hợp kim nhôm là hợp kim của nhôm với các nguyên tố khác như đồng, thiếc, manganese, silic, magnesium,... - Nhôm và hợp kim nhôm có độ bền thấp, tính dẻo cao, mềm, dễ uốn và dễ dàng gia công trên các máy móc gia công cơ khí. - Hợp kim nhôm cứng hơn, độ giãn dài tốt hơn, độ bền cao hơn và có khả năng chống ăn mòn tốt hơn so với nhôm nguyên chất. - Nhôm và hợp kim nhôm có tính dẫn điện, dẫn nhiệt cao. - Trong ngành cơ khí, hợp kim nhôm được dùng trong chế tạo máy bay, thiết bị ngành hàng không, đóng tàu, gia công cơ khí, chế tạo khuôn mẫu,...
Đồng - Nickel
5. Đồng và hợp kim đồng
- Hợp kim đồng là hợp kim của đồng với các nguyên tố hoá học khác để tạo thành nhiều loại hợp kim đồng khác nhau. - Đồng và hợp kim đồng có tính dẻo, độ bền cao, tính dẫn điện và nhiệt tốt. - Trong ngành cơ khí, đồng được sử dụng phổ biến làm các ổ trượt, bánh răng, bánh vít.
Ảnh
6. Nickel và hợp kim nickel
- Hợp kim nickel là hợp kim của nickel với các nguyên tố khác như đồng, thiếc, manganese, silic, magnesium,... - Nickel và hợp kim nickel có khả năng chống mài mòn tốt, được sử dụng trong thép không gỉ, nam châm và nhiều ứng dụng khác trong cơ khí.
Ảnh
Khám phá
Câu hỏi: Em hãy nêu các công dụng của kim loại và hợp kim trong sản xuất và đời sống ?
Ảnh
- Trong sản xuất: chế tạo, tạo ra các chi tiết máy, các dụng cụ phục vụ trong các cơ sở, nhà máy công nghiệp ; ... . - Trong đời sống: tạo ra các sản phẩm phục vụ cho nhu cầu, lợi ích nhằm cải thiện, nâng cao chất lượng đời sống như chảo, nam châm, ... .
IV – Một số phương pháp đơn giản nhận biết tính chất cơ bản của kim loại và hợp kim
Phương pháp
IV – Một số phương pháp đơn giản nhận biết tính chất cơ bản của kim loại và hợp kim
1. Quan sát màu sắc và mặt gãy của các mẫu
Quan sát màu sắc bên ngoài và mặt gãy của mẫu để nhận biết loại vật liệu kim loại và hợp kim.
2. Xác định tính cứng, tính dẻo
Sử dụng lực tay bẻ đoạn dây để nhận biết tính cứng và tính dẻo của vật liệu.
3. Xác định khả năng biến dạng
Để kiểm tra tính biến dạng của kim loại và hợp kim, ta có thể dùng búa đập vào phần đầu các mẫu và quan sát mẫu nào bị dẹt nhiều hơn thì có tính cứng cao hơn.
4. Xác định tính giòn của vật liệu
Để kiểm tra tính giòn của vật liệu kim loại và hợp kim, ta có thể dùng búa đập và quan sát vật liệu nào dễ gãy, vỡ thì có tính giòn lớn hơn.
5. Xác định khối lượng riêng
Khối lượng riêng là khối lượng của một đơn vị thể tích vật liệu, dùng để biết được mức độ nặng nhẹ của các loại vật liệu khác nhau.
V - Củng cố
Luyện tập
Thực hành :
Hãy lập bảng so sánh các tính chất như cứng , dẻo , khả năng biến dạng , tính giòn và màu sắc của các kim loại sau : gang , thép , đồng , nhôm .
Bài làm :
Ảnh
VI - Dặn dò
1.Hướng dẫn bài học
1. Hướng dẫn học bài
- Học bài - Làm các bài tập SGK - Mỗi học sinh tự đọc sách, báo hoặc truy cập internet, ... để tìm hiểu thêm về các vấn đề sau: + Các loại kim loại và hợp kim màu khác cùng với những tính chất của chúng. + Các công dụng của kim loại và hợp kim màu trong sản xuất và đời sống. - Các em về nhà xem trước bài 5 : vật liệu phi kim loại .
2.Kết bài
Ảnh