(1)金屬材料的分類  金屬是指具有良好導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，有一定強(qiáng)度和塑性，并具有光澤的物質(zhì)，沈陽機(jī)床一廠如鋁、鐵、銅等。而羊毛、橡膠、塑料、陶瓷等則屬于非金屬材料。金屬材料通常分為黑色金屬和有色金屬兩大類。以鐵或以它為主而形成的物質(zhì)稱為黑色金屬，如鋼和生鐵。加工中心除黑色金屬以外的其他金屬稱為有色金屬，如銅、鋁、金、銀等。
    鋼和鑄鐵主要是由鐵和碳兩種元素組成的合金，其區(qū)別在于含碳量的多少，理論—亡將含碳量在2．11％以下的合金稱為鋼，以上的稱為鑄鐵。常用的有色金屬有銅及其合金、鋁及其合金、鈦及其合金和軸承合金等。
    (2)金屬材料的力學(xué)性能  金屬材料是現(xiàn)代機(jī)械制造的基本材料。金屬材料的性能包含工藝性能和使用性能兩方面。
    ①工藝性能。工藝性能是指金屬材料在制造工藝過程中的適應(yīng)加工的性能，指金屬材料對不同加工工藝方法的適應(yīng)能力。它包括鑄造性能、鍛造性能、焊接性能和切削加工性能等。
    ②使用性能。使用性能是指金屬材料在使用條件下所表現(xiàn)出來的性能，它包括物理性能、化學(xué)性能、力學(xué)性能等。金屬的物理性能包括密度、熔點(diǎn)、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、熱膨脹性和磁性等；金屬的化學(xué)性能包括耐腐蝕性、抗氧化性和化學(xué)穩(wěn)定性等；金屬材料的力學(xué)性能是指金屬在外力作用加工中心時(shí)表現(xiàn)出來的性能。沈陽機(jī)床一廠力學(xué)性能包括強(qiáng)度、塑性、硬度、韌性及疲勞強(qiáng)度等。
    a．強(qiáng)度：金屬抵抗塑性變形或斷裂的能力稱為強(qiáng)度。根據(jù)載荷作用方式的不同，強(qiáng)度可分為抗拉強(qiáng)度(ab)、抗壓強(qiáng)度(ab。)、抗彎強(qiáng)度(abb)、抗剪強(qiáng)度(7b)、抗扭強(qiáng)度(n)五種形式。一般情況下多以抗拉強(qiáng)度作為判別金屬強(qiáng)度高低的指標(biāo)。
    b．塑性：金屬斷裂前產(chǎn)生永久變形的能力稱為塑性。常用金屬材料的塑性用拉伸時(shí)最大的相對塑性變形(伸長率和斷面收縮率)表示。
    c．硬度：金屬材料抵抗局部變形(特別是塑性變形)、壓痕或劃痕的能力稱為硬度。測量金屬硬度的方法很多，有壓人硬度試驗(yàn)法(如布氏硬度、洛氏硬度和維氏硬度)；劃痕硬度試驗(yàn)法(如莫氏硬度)；回跳硬度試驗(yàn)法(如肖氏硬度)等。生產(chǎn)中常用的是壓人硬度試驗(yàn)法。
    布氏硬度：布氏硬度的測定原理是用一定大小的試驗(yàn)力F(N)，把直徑為D(mm)的淬火鋼球壓人被測金屬表面，保持一定時(shí)間后，卸除試驗(yàn)力，根據(jù)金屬表加工中心面壓痕的表面積A(mm2)除試驗(yàn)力所得商值，作為硬度的計(jì)算指標(biāo)，其符號為HB。
    洛氏硬度：洛氏硬度的測定也是一種壓人硬度試驗(yàn)，但它不是測量壓痕面積，而是測量壓痕的深度，以深度的大小表示材料的硬度值，其硬度符號用HR表示。
    維氏硬度：維氏硬度試驗(yàn)原理基本上和布氏硬度試驗(yàn)相同，它是用一個(gè)兩相對面夾角為136’的正四棱錐體金剛石壓頭，以選定的載荷F作用下壓人被測金屬表面，經(jīng)規(guī)定的保持時(shí)間后，卸除載荷，沈陽機(jī)床一廠測出壓痕的對角線長度《／，算出壓痕的表面積    A。試驗(yàn)載荷除以壓痕表面積所得的商就是維氏硬度值。
    d．韌性：金屬材料抵抗沖擊載荷作用而不破壞的能力稱為韌性。目前，常用一次擺錘沖擊彎曲試驗(yàn)來測定金屬材料的韌性。
    e．疲勞強(qiáng)度：隨時(shí)間作用周期性變化的應(yīng)力稱為交變應(yīng)力(也稱循環(huán)應(yīng)力)。零件在交變應(yīng)力作用下，雖然零件所承受的應(yīng)力低于材料的屈服點(diǎn)，但經(jīng)過較加工中心長時(shí)間的工作而產(chǎn)生裂紋或突然發(fā)生完全斷裂的過程稱為金屬的疲勞。對于黑色金屬，一般規(guī)定應(yīng)力循環(huán)周次107周次而不斷裂的最大應(yīng)力稱為疲勞極限。有色金屬、不銹鋼等取108周次。
    (3)常用碳素鋼、合金鋼、鑄鐵、有色金屬的性能
    ①鋼的分類、編號和用途。鋼的分類方法主要有三種：一種是按鋼的化學(xué)成分分類；一種是按鋼的用途分類；一種是按鋼的質(zhì)量分類。
    a．按化學(xué)成分分類。
    碳素鋼：根據(jù)含碳量的多少又分為低碳鋼(含碳量小于0．25％)、沈陽機(jī)床一廠中碳鋼(含碳量在0．25％～0．6％范圍內(nèi))、高碳鋼(含碳量在0．6％～1．4％范圍內(nèi))。
    合金鋼：除鐵碳外，為了改善鋼的性能，特意加入一種或數(shù)種合金元素的鋼稱為合金鋼。習(xí)慣上將合金元素總量在3％以下的叫低合金鋼；在3％～10％之間的叫中合金鋼；在10％以上的叫高合金鋼。它們比碳素鋼具有較高的強(qiáng)度和韌性或特殊性能，但成本要高些。
    b．按用途分類。
    結(jié)構(gòu)鋼：這類鋼用來制造工程結(jié)構(gòu)(如橋梁、船舶、高壓容器等)和機(jī)械零件(如軸、齒輪等)。工程用鋼一般在軋制或正火狀態(tài)下使用，很少再進(jìn)行熱處理。機(jī)加工中心械制造用鋼大多數(shù)需要進(jìn)行熱處理。根據(jù)熱處理方法不同，機(jī)械制造結(jié)構(gòu)鋼又可分為滲碳鋼和調(diào)質(zhì)鋼。滲碳鋼的含碳量在o．25％以下，常需要經(jīng)過滲碳、淬火和回火等熱處理。調(diào)質(zhì)鋼的含碳量大多在中碳鋼范圍內(nèi)，常需要對它進(jìn)行調(diào)質(zhì)熱處理(淬火加高溫回火)。
    工具鋼：用以制造各種工上55HRC以上)，含碳量一般也比5特殊性能鋼：沈陽機(jī)床一廠具有特殊物理，鋼等，一般都含有較多的合金元；
    c．按質(zhì)量分類。碳鋼。合金結(jié)構(gòu)鋼分別如下：
    低合金結(jié)構(gòu)鋼，如16Mn，表示平均含碳量為0．16％，錳含量在1．5％以下；
    合金調(diào)質(zhì)鋼，如40Cr，表示平均含碳量為0．40％，鉻含量在1．5％以下；
    合金滲碳鋼，如20Cr，表示平均含碳量為o．20％，鉻含量在1．5％以下；
    合金彈簧鋼，如65Mn，表示平均含碳量為o．65％，錳含量在1．5％以下。
    合金工具鋼分別如下：
    低合金工具鋼，如9CrSi，多用于鑄造絲錐、板牙、鉸刀等；
    高合金工具鋼，如W18Cr4V，加工中心多用于較高速切削工具，如車刀、銑刀、鉆頭等。
    特殊性能鋼，具有特殊物理、化學(xué)、力學(xué)性能的鋼，如不銹鋼、耐熱鋼和耐磨鋼等。
    ②鑄鐵的分類、編號和用途。鑄鐵是含碳量大于2．11％的鐵碳合金。除碳外，還含有硅、錳元素及磷、硫等雜質(zhì)。鑄鐵和鋼相比，雖然力學(xué)性能較低，但是它具有優(yōu)良的鑄造性能和切削加工性能，生產(chǎn)成本低廉，并具有耐壓、耐磨和減振等性能，所以獲得廣泛的應(yīng)用。
    a．根據(jù)碳在鑄鐵中存在的形式分類。
    白口鑄鐵：碳以滲碳體形式存在，其斷口呈銀白色，所以稱為白口鑄鐵。這類鑄鐵的性能既硬又脆，很難進(jìn)行切削加工，所以很少直接用來制造機(jī)器零件。
    灰鑄鐵：碳主要以片狀石墨形式存在，其斷口呈灰色，所以稱為灰鑄鐵。沈陽機(jī)床一廠它具有一定的強(qiáng)度和耐磨、耐壓、減振等良好性能，是應(yīng)用最為廣泛的一類鑄鐵。
    麻口鑄鐵：加工中心碳大部分以滲碳體的形式存在，少部分以石墨形式存在，其斷口呈灰白色相間麻點(diǎn)，故稱麻口鑄鐵。它是灰鑄鐵和白口鑄鐵間的過渡組織，沒有應(yīng)用價(jià)值。
    b．根據(jù)鑄鐵中石墨的形態(tài)分類。
    灰鑄鐵形態(tài)同上。
    球墨鑄鐵：鑄鐵中石墨大部分或全部呈球狀。這類鑄鐵強(qiáng)度高、韌性好。
    蠕墨鑄鐵：鑄鐵中石墨大部分呈蠕蟲狀。這類鑄鐵抗拉強(qiáng)度、耐熱沖擊性能、耐壓性能比灰鑄鐵有明顯改善。
    可鍛鑄鐵：鑄鐵中石墨呈緊密的團(tuán)絮狀。它是用白口鑄鐵經(jīng)長期退火后獲得的。這類鑄鐵強(qiáng)度高、韌性好。
    ③常用有色金屬的性能。
    a．銅及其合金。
    純銅：純銅呈紫紅色，又稱紫銅。牌號有T1、T2、T3。
    黃銅：加工中心黃銅為銅與鋅的合金。H90表示銅平均含量為90％，鋅為10％。
    青銅：除了黃銅和白銅(銅和鎳的合金)外，所有的銅基合金都稱為青銅。沈陽機(jī)床一廠按主添加元素種類分為錫青銅、鋁青銅、硅青銅和    鈹青銅等，代表符號分別為QSn、QAl、QSi、QBe等。
    b．鋁及其合金。
    純鋁：常用的工業(yè)純鋁牌號有L1、L2、L3、L4、L5、L6。L1的雜質(zhì)含量最少。
    鋁合金：純鋁的強(qiáng)度很低，加入適量硅、銅、鎂、鋅、錳等合金元素，形成鋁合金。再經(jīng)過冷變形和熱處理，則強(qiáng)度由原fb＝80～100N／mm2提高到500—600N／mmz。鋁合金又可分為變形鋁合金(力III．鋁合金)和鑄造鋁合金兩類。
    c．鈦及鈦合金。加工中心鈦是銀白色的金屬，密度小(4．5g／cm3)，熔點(diǎn)較高(1668~C)。鈦合金的強(qiáng)度、耐熱性和塑性都比較好，并可以經(jīng)熱處理強(qiáng)化，廣泛用于航空、航天、軍事武器和模鍛件之中。
    d．軸承合金。軸承合金是用來制造滑動(dòng)軸承的材料。沈陽機(jī)床一廠軸承合金按基體的含量分為錫基軸承合金、鉛基軸承合金和鋁基軸承合金等三類。