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合金是由一种金属跟另一种或几种金属（或金属跟非金属）一起熔和而成的具有金属特性的物质。合金是混合物，在合金中各组成成分依旧保持它们各自的化学性质。金属形成合金后，可以显著改变原金属材料的结构和性质。合金的机械、物理和化学性能往往优于纯金属，因此，人类自古到今主要是生产、研究和应用合金。合金中各组成成分的含量不同，合金的物理性质也有所不同，如生铁和钢就是含碳量不同的两种合金（钢含碳0.03%--2%，生铁含碳2%--4.3%），其物理性质有着明显的不同。
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。
固溶强化:由于溶质原子进入溶剂晶格的间隙或结点，使晶格发生畸变，使固溶体硬度和强度升高，这种现象叫固溶强化现象。化合物:合金组元间发生化合作用，生成一种具有金属性能的新的晶体固态结构。机械混合物:由两种晶体结构而组成的合金组成物，虽然是两面种晶体，却是一种组成成分，具有独立的机械性能。铁素体:碳在 a-Fe（体心立方结构的铁）中的间隙固溶体。奥氏体:碳在 g-Fe（面心立方结构的铁）中的间隙固溶体。
高速工具钢具有高的红硬性，在高速切削的条件下，温度高达500~600℃硬度也不降低，从而良好的切削性能。弹簧在冲击、振动或长期交变应力下使用，所以要求弹簧钢有高的拉抗强度、弹性限、高的疲劳强度。在工艺上要求弹簧钢有一定的淬透性、不易脱碳、表面质量好等。碳素弹簧钢即含碳量在0.6%~0.9%范围内的碳素结构钢（包括正常和较高的含锰量的）。合金弹簧钢主要是硅锰系钢种，它们的含碳量稍低，主要靠增加硅含量（1.3%~2.8%）提高性能；另外还有铬、钨、钒的合金弹簧钢种。近年来，结合我国资源，并根据汽车、拖拉机设计新技术的要求，研制出在硅锰钢基础上加入硼、铌、钼等元素的新钢种，延长了弹簧的使用寿命，提高了弹簧质量。