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许多机械零件和工程构件，是承受交变载荷工作的。在交变载荷的作用下，虽然应力水平低于材料的屈服限，但经过长时间的应力反复循环作用以后，也会发生突然脆性断裂，这种现象叫做金属材料的疲劳。金属材料疲劳断裂的特点是:载荷应力是交变的；载荷的作用时间较长；断裂是瞬时发生的；无论是塑性材料还是脆性材料，在疲劳断裂区都是脆性的。所以，疲劳断裂是工程上常见、危险的断裂形式。金属材料的疲劳现象，按条件不同可分为下列几种:
双金属的种类甚多，其用途也较广泛，例如铝-铜复合材料或铝－铜－铝复合材料作导体可节约铜，用于高频装置、无线电装置、导线、线圈及电缆等。铝－镍双金属用于电真空技术。铜－银用于电触头材料。铜－锡用于蓄电池等。
可锻性:反映金属材料在压力加工过程中成型的难易程度，例如将材料加热到一定温度时其塑性的高低（表现为塑性变形抗力的大小），允许热压力加工的温度范围大小，热胀冷缩特性以及与显微组织、机械性能有关的临界变形的界限、热变形时金属的流动性、导热性能等。可铸性:反映金属材料熔化浇铸成为铸件的难易程度，表现为熔化状态时的流动性、吸气性、氧化性、熔点，铸件显微组织的均匀性、致密性，以及冷缩率等。
钢与铂复合，镍与铂复合，硬铝与铝复合作耐蚀材料或耐磨材料，用于化工设备及仪表零件，以及其他结构材料。还有一种热双金属，是由高线胀系数的主动层（如黄铜、铍青铜、镍铬铜、铁镍铬合金等）及低线胀系数的被动层组成的，用于自动轮装置及温度控制仪表等。复合强化材料是纤维呈规则几何排列并与金属（合金）或陶瓷材料（作为基底）很好地结合，可达到很高的强度。如钨纤维强化钨基合金材料，用于制造火箭喷嘴。硅纤维强化硅复合材料，用于宇宙飞船的结构材料等。