本章主要介绍了金属材料的力学性能、铁碳合金相图、常用的热处理方法、常用工程材料及其特性。
（1）金属的力学性能是机械设计和判定钢材质量的重要指标。它包括强度、塑性、硬度、冲击韧度、疲劳强度、断裂韧度等。
（2）物质可分为晶体、非晶体与准晶。金属的晶体结构分为三种典型的晶格：体心立方晶格、面心立方晶格、密排六方晶格。固态合金中的相按其原子的存在方式可分为固溶体、金属化合物和机械混合物三种。
（3）纯金属的结晶是晶体在液体中从无到有（晶核形成），由小变大（晶核长大）的过程。
（4）自然界中大多数金属结晶后晶格类型都不再变化，但少数金属（如铁、锰、钴等）结晶后随着温度或压力的变化，晶格会有所不同。金属这种在固态下晶格类型随温度（或压力）变化的特性称为同素异构转变。纯铁具有同素异构转变的特性，是钢铁材料能够通过热处理改善性能的重要依据。
（5）铁碳合金中，由于铁和碳的交互作用，可形成下列五种基本组织：铁素体、奥氏体、渗碳体、珠光体和莱氏体。
（6）铁碳合金相图是前人用实验的方法得到的，它是为了表示在缓慢冷却条件下，不同成分的铁碳合金在不同温度下所具有的组织状态的一种图形，是选择材料和制定有关热加工工艺时的重要参考依据。其中有一些具有重要意义的点：纯铁的熔点或结晶温度点、共晶点、渗碳体的熔点、钢与生铁的分界点、铁的同素异构转变点、共析点等。它是分析钢在加热和冷却时组织转变最重要的“帮手”，也是我们学习热处理、热加工和切削加工方法时选择工艺方案的重要依据。
（7）钢的热处理可以改善金属材料的机械加工性能和使用性能。钢的热处理包括退火、回火、淬火、时效处理等方法。
（8）学习碳钢、合金钢、非铁金属和非金属材料的特性有利于我们在机械设计和加工中选择合适的材料和加工工艺。其中钢的种类较多，初学者难以区分，这里以框图（见图1－34）的形式给出钢的综合分类方法，以帮助读者理解。
图1－34 钢的一种综合分类方法
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