由金属或其合金构成的机械工程材料。金属材料具有良好的导电性和导热性，大多数还具有较好的塑性、韧性和强度。金属材料按元素性质可分为黑色金属和有色金属两大类，黑色金属主要为铸铁和钢。铸铁是最廉价的一种金属材料。它分白口铸铁和灰口铸铁两种。白口铸铁硬而脆，主要用以制造不受冲击的耐磨零件；灰口铸铁具有良好的铸造工艺性、消振性和耐磨性等，广泛用于制造机架、壳体、机床床身、汽缸体等机器零部件，它的缺点是抗拉强度底、塑性和韧性低。为了改善灰口铸铁的性能，又发展了可锻铸铁和球墨铸铁，它们的抗拉强度可达700～800兆帕，比一般灰口铸铁提高了1～2倍，并有一定的塑性，可用以制造齿轮、连杆、曲轴等承受冲击载荷的机械零件。钢是近代工业生产的基础，其产量、质量和品种也是衡量一个国家工业化程度的重要标志。为了适应机械产品在不同工作条件下对材料性能的要求，还发展出一系列特殊的钢种，例如动力机械中使用的在高温下具有良好抗氧化性和强度的耐热钢；在化工机械中用的对各类酸、碱等介质有良好抗腐蚀能力的不锈钢；在工程、矿山机械中用的耐磨钢；具有良好强度和韧性配合的适用于制造承受高载荷机械零件的各种机器结构钢；对金属材料和非金属材料进行加工成形用的工具钢等。
有色金属的用量仅占整个机械工程材料的百分之几，但由于其具有独特性能，在机械工业和其他工业的发展中都占有很重要的地位。如铝、镁、钛合金的密度小，比强度大，是航天和航空工业中的重要结构材料；铜及其合金具有优异的导电性和导热性，是电器和热交换器的重要结构材料；镍合金是航空和化学工业中制造耐热耐蚀零件的重要材料;铅基合金，锡基合金是常用的滑动轴承材料；镍、钨、钼、钒、钛等是冶金工业中冶炼不锈钢、耐热钢和其他合金钢的常用合金元素。在功能材料领域中有色金属更占有重要的地位，如半导体材料、超导材料、储氧材料等。
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