金属材料是现代工、农业生产中使用最广泛的工程材料。对于从事机械制造、工程建设及国防建设等方面的人员来说，了解金属材料的分类、性能、加工方法及应用范围等知识具有重要意义。

1.金属材料的分类

金属是指在常温常压下，在游离状态下呈不透明的固体状态，具有良好的导电性和导热性，有一定的强度和塑性，并具有特殊光泽的物质，如金、银、铜、铁、铝、镁、钛等。但汞（Hg）金属例外，汞在常温常压下呈液态。金属材料是由金属元素或以金属元素为主，其他金属或非金属元素为辅构成的，并具有金属特性的工程材料。金属材料包括纯金属和合金。

（1）纯金属。在元素周期表中有80多种纯金属，纯金属的强度与硬度一般都较低，塑性与韧性较高。虽然在工农业生产中有一定的用途，但由于纯金属的冶炼技术复杂、价格较高，因此，纯金属在使用上受到较大的限制，一般作为冶炼合金的基本材料。目前在工农业生产、建筑、国防建设中广泛使用的主要是合金状态的金属材料。

（2）合金。由一种金属元素同另一种或另几种其他元素，通过熔化或其他方法结合在一起形成的具有金属特性的金属材料，称为合金。例如，普通黄铜是由铜和锌两种金属元素组成的合金；锡青铜是由铜和锡两种金属元素组成的合金；普通白铜是由铜和镍两种金属元素组成的合金；碳素钢是由铁和碳组成的合金；合金钢是由铁、碳和合金元素组成的合金等。与组成合金的纯金属相比，合金除具有更好的力学性能外，还可以通过调整组成元素之间的比例，获得一系列性能各不相同的合金，以满足工农业生产、建筑及国防建设上不同的性能要求。

另外，金属材料还可分为钢铁材料（或称黑色金属）和非铁金属（或称有色金属）两大类，如图3-1所示。

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图3-1　金属材料的分类

2.钢铁材料

以铁或以铁为主而形成的金属材料，称为钢铁材料（或称为黑色金属），如各种钢材和铸铁。钢铁材料具有优良的力学性能、工艺性能以及价格较低等优点，因此，在制造工程结构件中一直占有主导地位，90%以上的金属结构和工具是采用钢铁材料制作的。

3.非铁金属

除钢铁材料以外的其他金属材料，统称为非铁金属（或称为有色金属），如金、银、铜、铝、镁、锌、钛、锡、铅、铬、钼、钨、镍等。在国民经济生产中，非铁金属一般用于特殊场合。

非铁金属按密度的大小，可分为轻金属（金属密度小于5×103kg/m3）和重金属（金属密度大于5×103kg/m3）；非铁金属按其在地球上的储量和价值，可分为贵金属（如金、银、铂等）、稀有金属（如钨、钼、钒、锂、钴等）和稀土金属等。非铁金属按熔点的高低分类，可分为难熔金属和易熔金属。熔点高的金属称为难熔金属（如钨、钼、钒等），可以用来制造耐高温零件，它们在火箭、导弹、燃气轮机和喷气式飞机等方面得到广泛应用；熔点低的金属称为易熔金属（如锡、铅等），可以用来制造印刷铅字（铅与锑的合金）、保险丝（铅、锡、铋、镉的合金）和防火安全阀等零件。