金屬材料是最重要的工程材料，包括金屬和金屬基合金。金屬及其合金在工業上分為兩部分:
(1)黑色金屬材料-鐵和鐵基合金(鋼、鑄鐵和鐵合金)。
(2)有色金屬材料——除黑色金屬及其合金以外的所有金屬。
有色金屬按其性質和特點可分為輕金屬、易熔金屬、難熔金屬、貴金屬、稀土金屬和堿土金屬。
(2)非金屬材料
非金屬材料包括耐火材料、耐火隔熱材料、耐腐蝕(酸)非金屬材料和陶瓷材料。
(1)耐火材料耐火材料是指在高溫下能承受作用，不易損壞的材料。常用的耐火材料有耐火砌築材料、耐火水泥和耐火混凝土。
(2)耐火隔熱材料。耐火保溫材料也叫耐熱保溫材料。常用的保溫材料有矽藻土、蛙石、玻璃纖維(又稱礦渣棉)、石棉及其制品。
(3)耐腐蝕(酸)非金屬材料。耐腐蝕(耐酸)的非金屬材料主要由金屬氧化物、矽氧化物和矽酸鹽等組成。在某些情況下，它們是不銹鋼和耐腐蝕合金的理想替代品。常用的非金屬耐腐蝕材料有鑄石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石、玻璃等。
(4)陶瓷材料。
(2)非金屬材料
非金屬材料包括耐火材料、耐火隔熱材料、耐腐蝕(酸)非金屬材料和陶瓷材料。
(1)耐火材料耐火材料是指在高溫下能承受作用，不易損壞的材料。常用的耐火材料有耐火砌築材料、耐火水泥和耐火混凝土。
(2)耐火隔熱材料。耐火保溫材料也叫耐熱保溫材料。常用的保溫材料有矽藻土、蛙石、玻璃纖維(又稱礦渣棉)、石棉及其制品。
(3)耐腐蝕(酸)非金屬材料。耐腐蝕(耐酸)的非金屬材料主要由金屬氧化物、矽氧化物和矽酸鹽等組成。在某些情況下，它們是不銹鋼和耐腐蝕合金的理想替代品。常用的非金屬耐腐蝕材料有鑄石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石、玻璃等。
(4)陶瓷材料。
二、常用工程材料的性能和特點
(1)金屬材料
1，黑色金屬
碳含量小於2的合金。11%重量百分比稱為鋼，碳含量大於2的合金。11%重量百分比的稱為生鐵。
(1)鋼及其合金的分類
鋼的機械性能取決於其成分和金相組織。鋼中碳的含量對鋼的性能有決定性的影響。
在工程中，更壹般的分類是:
l)按化學成分分類。可分為碳鋼、低合金鋼、合金鋼。
2)按主要質量等級分類:
①普通碳鋼、優質碳鋼和特種碳鋼；
②普通低合金鋼、優質低合金鋼和特種低合金鋼；
③普通合金鋼、優質合金鋼和特種合金鋼。
(2)鋼種的表示。根據國家標準《鋼鐵產品品牌表示方法》，中國鋼鐵產品品牌用漢語拼音字母、化學符號和阿拉伯數字組合表示，即:
l)品牌中的化學元素用國際化學元素表示。
2)產品名稱、用途、特點和工藝方法通常用代表產品漢語拼音字母的首字母表示。
3)鋼材中主要化學元素的含量(%)用阿拉伯數字表示。
合金結構鋼的牌號應按下列規則編制。數字代表碳含量的平均值。合金結構鋼和彈簧鋼用兩位數表示為平均碳含量的萬分之幾，不銹耐酸鋼和耐熱鋼用碳含量的千分之壹表示。平均碳含量< 0.1%(以“0”表示)；平均碳含量< 0.03%，用“00”表示=。當合金工具鋼的平均碳含量> 1.00%時，碳含量不標準化，否則以千分之壹表示。高速工具鋼和軸承鋼不標註碳含量，軸承鋼標註使用符號“C”。如果平均合金含量小於1.5%，品牌中只標註元素符號，不標註其含量。
在鋼材的分類中，優質鋼材是根據()分類的。
A.化學成分b .用途c .冶煉質量d .冶煉方法
答案:c
(3)工程中常用的鋼及其合金的性能和特點。
l)碳素結構鋼。
碳素結構鋼生產工藝簡單，工藝性能(如可焊性、壓力加工性)好，有必要的韌性，塑性好，價格低，易供應，壹般在熱軋後使用。它已被廣泛應用於橋梁、建築和船舶。壹些不是很重要，對韌性要求不高的機械零件也有廣泛應用。
2)低合金高強度結構鋼。低合金高強度結構鋼具有比碳素結構鋼更高的韌性，並具有良好的可焊性、冷熱壓力加工性和耐腐蝕性。壹些鋼種還具有較低的韌脆轉變溫度。
3)合金結構鋼。合金結構鋼廣泛用於制造各種需要高韌性的重要機械零件和部件。形狀復雜或截面尺寸大或要求韌性高的淬火零件壹般為合金結構鋼。
4)不銹鋼和耐酸鋼。廣泛應用於化工、石油、食品機械和國防工業。
根據不銹鋼在使用中的金相組織，可分為鐵素體、馬氏體、奧氏體、鐵素體加奧氏體和沈澱硬化不銹鋼五種。各種不銹鋼的特性簡述如下:
①鐵素體不銹鋼。鉻是鐵素體不銹鋼中的主要合金元素。高鉻鋼具有良好的高溫抗氧化性和在氧化性酸溶液如硝酸溶液中良好的耐腐蝕性，因此廣泛應用於硝酸和氮肥行業。高鉻鐵素體不銹鋼的缺點是缺口敏感性和韌脆轉變溫度高，鋼加熱後對晶間腐蝕也很敏感。
②馬氏體不銹鋼。鉻是鋼中的主要合金元素。通常用於弱腐蝕性介質，如海水、淡水和蒸汽，溫度小於或等於580℃，通常用作應力較大的零件和工具的制造材料。由於其焊接性差，這種鋼壹般不作為焊接件使用。
③奧氏體不銹鋼。鋼中的主要合金元素是鉻和鎳。這種鋼具有高韌性、低韌脆轉變溫度、良好的耐蝕性和高溫強度、良好的抗氧化性以及良好的壓力加工和焊接性能。
④鐵素體-奧氏體不銹鋼。
⑤沈澱硬化不銹鋼。這種鋼主要用於制造要求高強度和耐腐蝕的容器和結構件，也可用作高溫零件，如汽輪機零件。
5)鑄鋼。鑄鋼具有良好的強度、塑性和韌性，可以鑄造成各種形狀、尺寸和質量的鑄鋼件。
(4)鑄鐵的分類和名稱。大部分機械設備的箱、殼、架、支架和受力不大的零件都是鑄鐵制造的。壹些承受沖擊很小的重要零件，如小型柴油機的曲軸，大多采用球墨鑄鐵。原因是鑄鐵價格便宜，切削性能和鑄造性能優異，有利於節約材料和減少加工工時，並且具有必要的強度和壹些優異的性能，如高耐磨性、減震性和低缺口敏感性。
1)鑄鐵的分類。
根據石墨的形狀特征，鑄鐵可分為三類:灰鑄鐵(石墨片)、球墨鑄鐵(石墨球)和可鍛鑄鐵(石墨球)。
根據鑄鐵的成分是否含有合金元素，可分為壹般鑄鐵和合金鑄鐵。壹般鑄鐵可分為普通鑄鐵和變質(孕育)鑄鐵。
2)鑄鐵品牌的表示方法:
①用各種鑄鐵對應的漢語拼音的第壹個大寫字母作為鑄鐵代碼。當兩個鑄鐵的代號字母相同時，可以在大寫字母後加小寫字母。
②常規元素C. Si、Mn、S、P的符號壹般不在品牌中標註，只有在有特殊作用時才標註其元素符號和含量。
③品牌中代碼後的壹組數字表示抗拉強度值(如灰鑄鐵HT100)。當有兩組數字時，第壹組數字表示抗拉強度值，第二組數字表示伸長率值(如球墨鑄鐵QT400-18)，兩組數字之間用“-”號隔開。
3)工程中常用鑄鐵的性能和特點:
①灰鑄鐵。基體可以是鐵素體、珠光體或鐵素體加珠光體，相當於鋼的組織。
②球墨鑄鐵。球墨鑄鐵的綜合機械性能接近鋼。
球墨鑄鐵可以代替鋼來制造壹些重要的零件，如曲軸、連桿和凸輪軸。
③蠕墨鑄鐵。蠕墨鑄鐵的強度接近球墨鑄鐵，並具有壹定的韌性和較高的耐磨性。同時具有灰鑄鐵良好的鑄造性和導熱性。
蠕墨鑄鐵主要用於生產氣缸蓋、缸套、錠模和液壓閥。
④可鍛鑄鐵。可鍛鑄鐵可以部分代替碳鋼。
⑤耐磨鑄鐵。耐磨鑄鐵是在磨料磨損條件下工作的鑄鐵，應具有高而均勻的硬度。
⑥耐熱鑄鐵。耐熱鑄鐵是壹種在高溫下工作的鑄件，如熱處理爐中的爐底、換熱器、夾罐、輸送鏈等。
⑦耐腐蝕鑄鐵。耐腐蝕鑄鐵主要用於化工部件，如閥門、管道、泵、容器等。
2.有色金屬
l)鋁及其合金。
工業純鋁可用於制造電線、電纜、器皿和合金。鋁合金可以用來制造承受大負荷的機器零件和部件。
①防銹鋁合金(LF)。主要用於中等載荷下的焊件、容器、管道或零件及制品，也可用作鉚釘。
②硬質鋁合金(LY)。低合金硬鋁塑性好，強度低。主要用於制作鉚釘，常稱為鉚釘硬鋁；標準硬鋁合金的強度和塑性處於中等水平。主要用於軋制產品、鍛造產品、沖壓件、螺旋槳葉片和大型鉚釘等重要零件；高合金硬鋁合金含元素多，強度和硬度較高，塑性和變形能力較差。用於制造重要零件，如銷和軸。
③超硬鋁合金(LC)。
這種合金耐腐蝕性差，高溫下軟化快。多用於制造應力較大的重要部件，如飛機大梁、起落架等。
④鍛造鋁合金(LD)。這種合金主要用於重載鍛件和模鍛件。
2)銅及其合金。銅合金具有較高的強度和塑性，較高的彈性極限和疲勞極限，還具有良好的耐腐蝕性、耐堿性、優異的減摩性和耐磨性。
壹般銅合金分為黃銅、青銅、白銅三大類。
①黃銅(h)。以鋅為主要合金元素的銅合金稱為黃銅。
2青銅(q)。青銅原指銅錫合金，但工業上習慣將含鋁、矽、鉛、錳的銅基合金稱為青銅。
3)鎳及其合金。鎳及鎳合金是化學、石油、有色金屬冶煉、高溫、高壓、高濃度或混有雜質等各種惡劣腐蝕環境中的理想金屬材料。
4)鈦及其合金。鈦熔點高，熱膨脹系數低，導熱性差，強度低，塑性好。鈦具有優異的耐腐蝕性和耐熱性，抗氧化性能優於大多數奧氏體不銹鋼，但在較高溫度下仍能保持較高的強度。
鈦在室溫下具有優異的耐腐蝕性。在大氣、海水、硝酸和堿溶液中非常穩定，但在任何濃度的氫氟酸中都能迅速溶解。
5)鉛及其合金。
鉛在大氣、淡水和海水中穩定，但對硫酸、磷酸、亞硫酸、鉻酸和氫氟酸有良好的耐腐蝕性。鉛不耐硝酸腐蝕，在鹽酸中不穩定。
6)鎂及其合金。鎂合金是航空工業中重要的結構材料，能承受較大的沖擊和振動載荷，具有良好的加工性能和拋光性能。其缺點是耐腐蝕性差，缺口敏感性高，鑄造工藝復雜。