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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。
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。
金属材料在外力作用下产生永久变形而不破坏的大能力称为塑性，通常以拉伸试验时的试样标距长度延伸率δ（%）和试样断面收缩率ψ（%）延伸率δ=[(L1-L0)/L0]x100%，这是拉伸试验时试样拉断后将试样断口对合起来后的标距长度L1与试样原始标距长度L0之差（增长量）与L0之比。在实际试验时，同一材料但是不同规格（直径、截面形状-例如方形、圆形、矩形以及标距长度）的拉伸试样测得的延伸率会有不同，因此一般需要加注，例如常用的圆截面试样，其初始标距长度为试样直径5倍时测得的延伸率表示为δ5，而初始标距长度为试样直径10倍时测得的延伸率则表示为δ10。断面收缩率ψ=[(F0-F1)/F0]x100%，这是拉伸试验时试样拉断后原横截面积F0与断口细颈处小截面积F1之差（断面缩减量）与F0之比。实用中对于常用的圆截面试样通常可通过直径测量进行计算:ψ=[1-(D1/D0)2]x100%，式中:D0-试样原直径；D1-试样拉断后断口细颈处小直径。δ与ψ值越大，表明材料的塑性越好。
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。