（二）金属材料的其他性能
1、金属材料的物理性能
包括比重、溶点、导电性、导热性和膨胀性等。工件用途不同，对金属材料的物理性能要求不一样
2、金属材料的化学性能
主要指金属材料在定温或高温条件下抵抗活泼介质对其浸蚀的能力。
3、金属材料的工艺性能
是金属材料物理和化学性能的综合，是否易于加工成型的能力。按工艺方法不同，工艺性能主要有铸造性能、锻造性能、焊接性和切削加工性能。在设计零件及选择加工方法时要考虑材料的工艺性能。
（三）铁碳合金的基本组织及性能
普通碳钢和铸铁均属钢碳合金范畴，合金钢和合金铸铁是有意加入合金元素的铁碳合金。铁和碳是钢铁材料的两个最基本的组元。
目前应用的铁碳合金，其含碳量均在6.69%以下，当含碳量大于6.69%的铁碳合金脆性极大，没有实用意义。含碳量小于2.11%的铁碳合金称为钢，含碳量大于2.11%的铁碳合金称为生铁。
一切固态物质，根据其内部原子的聚集状态可分为晶体与非晶体两大类。晶体内部的原子在空间作规则的排列，如食盐、金刚石、石墨和所有的金属都是晶体。非晶体内部的原子则杂乱无章地无规则的规程，如玻璃、沥青、石腊和松香等都是非晶体。
大多数金属在固态下的晶格保持不变，但是有些金属，如铁、锌、锑、锰、钼等在固态下，随着温度的变化，其晶体结构还会发生转变，这种晶体形式的转变称为同素异构转变。同素异构转变过程也是重结晶过程。如纯铁的溶点为1534℃和912℃时先后发生两次晶格形式的转变；①在1538～1394℃时为体心立方晶格，称为σ——铁，②1394～912℃为面心立方晶格，称γ——铁，③在912℃以下为体心立方晶格，称为α——铁。铁的同素异构转变是钢铁能够进行热处理的重要依据。
各种金属材料具有不同的性能，这是由于其内部组织结构决定的。在液态时，铁和碳可以溶解为一个均匀的液相。在固态时，它可以形成固溶体、化合物或混合物。
固溶体是合金中一种组元（溶剂）溶解其他组元（溶质），或组元之间互相溶解而形成的一种均匀固相，形成单一的均匀物质，其中所溶解的组元在显微镜下也区别不出来。
金属化合物，是两组元相互作用而形成的一种新的具有金属特性的物质。其晶体结构与性能和两组元都不同，如铁碳合金中铁和碳组成的碳化物称为渗碳体，化学式为Fe3C。
混合物是纯金属，固溶体或化合物按一定重量比例组成的均匀物质。混合物中多部分仍按自己原来的晶格形式结合而成晶体，显微镜下可区别出多组元的晶体。绝大多数工业用合金都是混合物，其性能取决于这些混合物多部分的性能及它们的形态、大小和分布。
铁碳合金的基本组织：
（1）铁素体：碳溶于α-Fe中的固溶体称为铁素体，符号为Fe。铁素体含碳量非常低，在727℃时为0.0008%，其机械性能与纯铁相似，强度和硬度不高，塑性和韧性好。
（2）奥氏体：碳溶于γ-Fe中的固溶体称为奥氏体，符号为A。稳定的奥氏体存在温度为727℃，此时碳的溶解度为0.77%，奥氏体的强度，硬度和塑性都很好，是大多数钢进行高温锻造或轧制时所要求的组织。
（3）渗碳体：含碳量为6.69%的铁与碳的金属化合物，分子式Fe3C用符号Cm表示。硬度高，塑性差，硬而脆，钢中渗碳体数量增多，强度和硬度提高而塑性下降。
（4）珠光体：是铁素体与渗碳体的混合物，用P表示。显微镜下渗碳体和铁素体片层相间，交替排列。在平衡条件下珠光体的含碳量为0.77%，它的强度高,塑性、韧性和硬度介于渗碳体与铁素体之间.
（5）莱氏体：高温状态下奥氏体和渗碳体的混合物，用Le表示.其机械性能与渗碳体相似，硬度很高，塑性很差。
上述五种组织中，铁素体、奥氏体和渗碳体是铁碳合金的基本相。
碳素钢中还含有少量的硅、锰、硫、磷，它们对钢的组织和性能也有很大影响。硅和锰是有益元素，可溶于α-Fe内，使钢的强度和硬度提高。硫和磷是有害元素。硫以FeS的形式存在，削弱了晶粒间连接，在轧制或锻造时会造成钢材开裂，此现象称为热脆性。磷可与α-Fe相溶，形成脆性很大的Fe3P，使钢在高温下塑性和韧性急剧下降，此现象称为冷脆性。
（四）钢的分类和编号
1、钢的分类
（1）按化学成分分类有：
①碳素钢：根据含碳量多少又分为：
低碳钢：含C量﹤0.25%,强度低,但塑性、焊接性好。
中碳钢: 0.25～0.60%之间,强度高 塑性、焊接性差。
高碳钢:含C量﹥0.6%，塑性及焊接性都差，热处理后有较高强度和硬度。
②合金钢：加入一种或数种合金元素的钢称合金钢，比碳素钢有较高强度和韧性，或有特殊性能。
（2）按质量分类：
碳素钢质量的高低是根据钢中杂质——磷、硫的含量来区分的
普通钢：钢中磷、硫的含量较高；
优质钢：钢中磷、硫的含量较低；
高级优质钢：钢中磷、硫的含量很低。
（3）按用途分类：
①结构钢——制造多种机械零件和工程结构。
②工具钢——制造多种刃具、量具和模具。
③特殊性能钢——特殊的物理化学性能、如不锈钢，耐热、耐磨钢等。
2、钢的编号
（1）碳素结构钢
钢的牌号有表示屈服点的字母、屈服点的数值、质量等级符号、脱氧方法等四个部分按顺序组成。
Q——钢材屈服点“屈”字汉语拼音首位字母；
A、B、C、D——质量等级；
F——沸腾钢“沸”字汉语拼音首位字母；
b——半镇静钢“半”字汉语拼音首位字母；
Z——镇静钢“镇”字汉语拼音首位字母；
TZ——特殊镇静钢“特镇”两字汉语拼音首位字母；
（2）合金结构钢：
钢的牌号有表示屈服点的字母、屈服点的数值、质量等级符号三个部分按顺序组成。
Q——钢材屈服点“屈”字汉语拼音首位字母；
A、B、C、D——质量等级；
