概述：金屬材料是（shì）指金屬元素或以金屬元素為主構成的具有金屬特性的材料的統稱。包括純（chún）金屬、合金、金屬材料金屬間（jiān）化合物（wù）和特種金屬材料等。（注：金屬氧（yǎng）化物（如氧化鋁）不屬於金屬材（cái）料）

1.意義
　　人類文明的發展和社會的進步同金屬材料關（guān）係十（shí）分密切。繼（jì）石器時代（dài）之後（hòu）出現的銅器時代、鐵（tiě）器時代，均以金屬材料的應（yīng）用為其時代的顯著標誌。現代，種類繁多的金屬材料已成為人類社會發展的重要物質（zhì）基礎（chǔ）。

2.種類
　　金屬材料通常分為黑色金屬、有（yǒu）色金屬和（hé）特種金屬材料。

　　（1）黑色金屬又稱鋼鐵材料，包括含鐵90%以上的（de）工業純鐵，含碳2%～4%的鑄鐵，含碳小於 2%的碳鋼，以及各種用途的結（jié）構鋼（gāng）、不鏽鋼、耐熱鋼、高溫合金、不鏽鋼、精（jīng）密合金等。廣義的黑色金屬還包括鉻、錳及其合金。

　　（2）有色（sè）金屬是指除鐵、鉻、錳（měng）以外的所有金屬及其合金，通常（cháng）分為輕金屬、重金屬、貴金屬、半（bàn）金屬、稀有金屬和稀土金屬等。有色合金的強度和（hé）硬度一（yī）般比純金屬高，並且電阻大、電阻溫度係數小。

　　（3）特種金屬材料包括不同用途的結構金屬材料和功能金屬材（cái）料。其（qí）中有通過快速冷凝工藝獲得的非（fēi）晶態金屬材料，以及準晶、微（wēi）晶、納米晶金屬材料等；還有隱身（shēn）、抗氫、超導（dǎo）、形（xíng）狀記憶、耐磨、減振阻尼等特殊功能合金（jīn）以及金屬基複合材料等。

3.性能
　　一般分為工藝性能和使用性能兩類。所（suǒ）謂工藝性能是（shì）指機械零件在加工製造過程中，金屬材料在所定的冷、熱加工條件下表現出（chū）來的性能。金屬材料工藝性能的好壞，決定了它在製造過程中加工成形的適應能力。由於加工條件不同，要求的工藝性（xìng）能（néng）也（yě）就不同，如鑄造性能、可焊性（xìng）、可鍛性、熱處理性能、切削加（jiā）工性等。

　　所謂使用性能是指機械零件在使用條件下，金（jīn）屬材料表現出來（lái）的性（xìng）能，它包括力學性能、物理性能、化學性能等。金屬材料使用性能的好壞，決定了它的使用範圍與（yǔ）使用壽命（mìng）。在機械製造業中，一般機械零件都是（shì）在常溫、常壓和非常強烈腐蝕性介質中使用的，且在使用過程中各機械（xiè）零件都將承受不同載荷的作用。金（jīn）屬材（cái）料在載（zǎi）荷作用下抵抗破壞的性能，稱為（wéi）力學性能（過去（qù）也稱為機械性能）。金屬材料的力（lì）學性能是零（líng）件的設計和選材時的主（zhǔ）要依據。外加載荷性質不同（例如（rú）拉伸、壓縮、扭（niǔ）轉、衝擊、循環載荷等），對金屬材料要求的力學性能（néng）也將不同。常用的力學性能包括：強度、塑性、硬度、衝擊韌性、多次衝擊抗力和疲勞極限等。

金屬（shǔ）材料特（tè）質

1.疲勞
　　許多機械零件和工程構件，是承受交（jiāo）變載（zǎi）荷工作的。在（zài）交變載荷的作用下（xià），雖然應力水平低於材料的屈服極限，但經過長時間的應力（lì）反複（fù）循（xún）環（huán）作用以（yǐ）後，也會發生突然（rán）脆性斷裂，這種現象叫做金屬材料的疲（pí）勞。金（jīn）屬材料疲勞斷裂（liè）的特（tè）點（diǎn）是：

　　（1）載荷應（yīng）力是交變的；
　　（2）載荷的（de）作用時間（jiān）較（jiào）長；
　　（3）斷裂是瞬時發生的；
　　（4）無論是塑性材料還是脆性（xìng）材料，在疲勞斷裂區都是脆（cuì）性的。所以，疲勞斷裂是工程上**常見、**危（wēi）險的斷裂形式。

　　金屬材料的疲（pí）勞（láo）現象，按條件不同可（kě）分為下列幾（jǐ）種（zhǒng）：
　　（1）高周疲勞：指在低應力（工作應力低於材料（liào）的屈服極限，甚**低於彈性（xìng）極限）條件下（xià），應力循環周數在100000以上的疲（pí）勞。它是**常見的一種疲勞破壞。高周疲勞一般簡稱為疲勞。

　　（2）低周疲勞：指在高應力（工作應力接近材料的屈服極限）或高（gāo）應變條件下，應力循環周數在10000~100000以下的疲勞。由於交變（biàn）的塑性應變在這種疲勞破壞中起主要作用，因而，也稱為（wéi）塑性疲勞或應變疲勞。

　　（3）熱疲勞：指由於溫度（dù）變化所產生的熱應力的反複作（zuò）用，所造（zào）成的疲（pí）勞破壞。

　　（4）腐蝕疲勞：指機器部件在交變載荷和腐蝕介（jiè）質（如酸（suān）、堿、海（hǎi）水（shuǐ）、活性氣（qì）體等）的共同作用下，所（suǒ）產生的疲勞（láo）破壞。

　　（5）接（jiē）觸疲勞：這（zhè）是指機器零件的（de）接觸表麵，在接觸應力（lì）的反複作用下（xià），出現麻點剝落或表麵壓碎剝落，從而造成機件失效破壞。

2.塑性
　　塑性是指金屬材料在載荷外力的（de）作用下，產生**變形（塑性變形）而不（bú）被破壞（huài）的能力。金屬材料在受到拉伸時，長度和橫截麵積都要發（fā）生變化，因此，金（jīn）屬的塑性可以用長度的（de）伸長（延伸率）和斷麵的收縮（斷麵（miàn）收（shōu）縮率）兩個指標來衡量。

　　金屬材料的延伸率和斷麵收縮率愈大，表示該材料的塑性愈好，即（jí）材料能承受較大（dà）的塑性變形而不破壞。一般把延伸率大於百分之五（wǔ）的金屬材料稱為塑性（xìng）材料（如低碳鋼等），而（ér）把延伸（shēn）率小於百分之五（wǔ）的金（jīn）屬材（cái）料稱為脆性（xìng）材料（如灰口鑄鐵等）。塑性好的材料，它能在較大的（de）宏觀範圍（wéi）內產生塑性變形（xíng），並在塑（sù）性變形的同時使金屬材料因塑性變形（xíng）而強化，從而提高材料的強度，保證了零件的安全使用。此（cǐ）外（wài），塑性好的材料可以順利地進行某些成型工藝加（jiā）工，如衝壓、冷彎、冷拔、校直等。因此，選擇金屬材料作（zuò）機械零件時，必（bì）須（xū）滿足一定的塑性指標。