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但这类钢的红硬性差，即当工作温度大于250℃时，钢的硬度和耐磨性就会急下降而失去工作能力。另外，碳素工具钢如制成较大零件则不易淬硬，而且容易产生变形和裂纹。在钢中除含有铁、碳和少量不可避免的硅、锰、磷、硫元素以外，还含有一定量的合金元素，钢中的合金元素有硅、锰、钼、镍、铬、钒 、钛、铌、硼、铝、稀土等其中的一种或几种，这种钢叫合金钢。各国的合金钢系统，随各自的次源情况、生产和使用条件不同而不同，国外以往曾发展镍、铬钢系统，我国则发展以硅、锰、矾、钛、铌、硼、稀土为主的合金钢系统。
黄铜是以锌为主要加入元素的铜合金。黄铜分普通黄铜（简单黄铜）和特殊黄铜（复杂黄铜）两种。黄铜用汉语拼音字母“H”表示。各种黄铜又在“H”后面加铜含量或除锌外主要加入元素符号及含量表示。如HPb59-1，表示含59%铜，1%铅，其余为锌的铅黄铜。
有金属是指除铁、铬、锰以外的金属及其合金，通常分为轻金属、重金属、贵金属、半金属、稀有金属和稀土金属等。有合金的强度和硬度一般比纯金属高，并且电阻大、电阻温度系数小。特种金属材料包括不同用途的结构金属材料和功能金属材料。其中有通过冷凝工艺获得的非晶态金属材料，以及准晶、微晶、纳米晶金属材料等；还有隐身、抗氢、超导、形状记忆、耐磨、减振阻尼等功能合金以及金属基复合材料等。一般分为工艺性能和使用性能两类。所谓工艺性能是指机械零件在加工制造过程中，金属材料在所定的冷、热加工条件下表现出来的性能。金属材料工艺性能的好坏，决定了它在制造过程中加工成形的适应能力。由于加工条件不同，要求的工艺性能也就不同，如铸造性能、可焊性、可锻性、热处理性能、切削加工性等。
屈服强度限:金属材料试样承受的外力超过材料的弹性限时，虽然应力增加，但是试样仍发生明显的塑性变形，这种现象称为屈服，即材料承受外力到一定程度时，其变形与外力成正比而产生明显的塑性变形。产生屈服时的应力称为屈服强度限，用σs表示，相应于拉伸试验曲线图中的S点称为屈服点。对于塑性高的材料，在拉伸曲线上会出现明显的屈服点，而对于低塑性材料则没有明显的屈服点，从而根据屈服点的外力求出屈服限。因此，在拉伸试验方法中，通常规定试样上的标距长度产生0.2%塑性变形时的应力作为条件屈服限，用σ0.2表示。屈服限可用于要求零件在工作中不产生明显塑性变形的设计依据。但是对于一些重要零件还考虑要求屈强比（即σs/σb）要小，以提高其性，不过此时材料的利用率也较低了。