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为使金属工件具有所需要的力学性能、物理性能和化学性能，除合理选用材料和各种成形工艺外，热处理工艺往往是必不可少的。钢铁是机械工业中应用广的材料，钢铁显微组织复杂，可以通过热处理予以控制，所以钢铁的热处理是金属热处理的主要内容。另外，铝、铜、镁、钛等及其合金也都可以通过热处理改变其力学、物理和化学性能，以获得不同的使用性能。铜是人类早发现的古老金属之一，早在三千多年前人类就开始使用铜。
铜为基体的合金均称为铜合金。铜合金的品种很多（如各种黄铜、青铜及白铜），用途很广。但是，由于铜的储藏量有限，使用方面受到一定的限制。在某些工业部门过去用铜合金制造的零件，现已改用其他材料（如铝合金、塑料或其他）制造。
稀有轻金属包括下面5种金属:锂、铍、铷、铯、钛。它们的共同特点是密度小（锂为0.53；铍为1.85；铷为1.55；铯为1.87；钛为4.5），化学活性很强。这类金属的氧化物都具有很高的化学稳定性，很难还原。稀有高熔点金属稀有高熔点金属包括以下8种金属:钨、钼、钽、铌、锆、铪、钒和铼。它们的共同特点是熔点高，自1830℃（锆）至3400℃（钨），硬度高，抗腐蚀性强以及可与一些非金属生成硬和难熔的稳定化合物，如碳化物、氮化物、硅化物和硼化物。这些化合物是生产硬质合金的重要材料。 稀土金属
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。