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（1）特点 工业纯钛的特点如下：
1）可进行锻造、轧制、挤压、冲压等各种压力加工，易于锯削和砂轮切割，但绝不允许使用氢气加热。
2）钛的屈强比一般为0.70～0.95，变形抗力大，而钛的弹性模量相对较低，因此加工成形比较困难。
3）纯钛的焊接性良好，焊缝强度、延性和耐蚀性与母材相差不多（为防止焊接时的污染，须采用钨极氩气保护焊）。
4）钛的切削加工比较困难，主要原因是钛的摩擦因数大，导热性差；同时钛的化学活性高，容易黏附刀具，造成黏着磨损。在切削加工时，应正确选用刀具材料，保持刀具锋锐，并采用良好的冷却工艺。
5）耐蚀性优良。
（2）用途 用于350℃以下、受力小的零件及冲压成各种复杂形状的零件。如火电站凝汽器，船用海水腐蚀的管道系统、阀门、泵，化工热交换器、泵体、蒸馏塔，海水淡化系统、镀铂阳极，飞机的骨架、蒙皮、发动机部件、横梁等。
锌合金是以锌为基础加入其他元素（铝、铜、镁等）组成的合金，按制造工艺可分为铸造锌合金和变形锌合金。锌合金的特点如下：
1）相对密度。
2）熔点低，铸造性能好，可以压铸形状复杂、薄壁的精密件，铸件表面光滑。
3）可进行表面处理：电镀、喷涂、喷漆、抛光、研磨等。
4）熔化与压铸时不吸铁，不腐蚀压型，不粘模。
5）在大气中耐腐蚀，有很好的常温力学性能和耐磨性。
6）易于回收和重熔；但蠕变强度低，自然时效会引起尺寸变化。
铸造锌合金适用于压铸仪表、玩具、灯具、装饰品、电器元件及其盒体、汽车配件、机电配件的机械零件。
钛合金是以钛为基体加入其他元素组成的，按组织可分三类：钛中加入铝和锡元素，钛中加入铝、铬、钼、钒等合金元素，钛中加入铝和钒等元素。
（1）特点 钛合金的特点如下：
1）抗拉强度高，可达1000～1400MPa，而密度仅为钢的60%；且在中等温度下仍能保持所要求的强度，可在450～500℃的温度下长期工作。
2）耐蚀性好，通常钛在氧化性和中性介质中具有良好的耐蚀性，在海水、湿氯气和氯化物溶液中的耐蚀性更为优异（但在还原性介质，如盐酸等溶液中，钛的耐蚀性较差）。
3）力学性能和韧性好，但工艺性能差，切削加工困难。在热加工中，非常容易吸收氢、氧、氮、碳等杂质，且耐磨性差，生产工艺复杂。
4）低温性能好，间隙元素极低的钛合金，如TA7，在-253℃下还能保持一定的塑性。
5）弹性模量低，热导率小，无铁磁性。
（2）用途 钛合金用于制作电解工业的电极、发电站的冷凝器、石油精炼和海水淡化的加热器以及环境污染控制装置等；现代主要用于制作飞机发动机压气机部件，其次可用于制作火箭、导弹和高速飞机的结构件。
镁有比较强的还原性，能与沸水反应放出氢气，燃烧时能产生炫目的白光，镁与氟化物、氢氟酸和铬酸不发生作用，也不受氢氧化钠侵蚀，但极易溶解于有机酸和无机酸中。镁能直接与氮、硫和卤素等化合。镁与包括烃、醛、醇、酚、胺、脂和大多数油类在内的有机化学药品仅仅轻微地发生反应或者根本不发生反应，但在无水条件下和卤代烃反应却较为剧烈，镁能和二氧化碳发生燃烧反应。镁由于能和氮与氧反应，所以镁在空气中燃烧时，燃烧比较剧烈并发出耀眼的白光，放热，生成白色固体。在食醋中的变化为快速冒出气泡，浮在醋液面上，逐渐消失。
利用镁在空气中燃烧时发出耀眼白光的特点，可把它添加于烟花和照明弹的火药中。
镁合金一般按以下三种方式分类。
（1）按化学成分分类 以五种主要合金元素Mn、Al、Zn、Zr和稀土为基础，组成合金系：Mg-Mn、Mg-Al-Mn、Mg-Al-Zn-Mn、Mg-Zr、Mg-Zn-Zr、Mg-RE-Zr、Mg-Ag-RE - Zr、Mg-Y-RE-Zr。
（2）按加工工艺分类 可分为铸造镁合金和变形镁合金两大类。前者多用压铸工艺生产，其特点是生产率高，精度高，铸件表面质量好，铸态组织优良，可生产薄壁及复杂形状的构件；后者可用挤压、轧制、锻造和冲压等塑性成形方法生产，它比前者具有更高的强度、更好的塑性和更多样式的规格。
（3）按是否含锆元素分类 可分为无锆镁合金和含锆镁合金两类，后者的晶粒更细，性能更好。
镁合金是以镁为基体加入其他元素组成的。镁合金的特点：密度小（1.8g/cm 3 ，大约是铝的2/3，铁的1/4），比强度高，比弹性模量大，散热好，消振性好，承受冲击载荷能力比铝合金大，耐有机物和碱的腐蚀性能好。其主要合金元素有铝、锌、锰、铈、钍以及少量锆或镉等。目前使用最广的是镁铝合金，其次是镁锰合金和镁锌锆合金。镁合金主要用于航空、航天、运输、化工等工业部门。
镍及镍合金产品的特点和用途见表2-13。
表 2-13 镍及镍合金产品的特点和用途
（续）
轴承合金应具有的性能要求如下：
1）足够的强度和硬度，以承受轴颈较大的单位压力。
2）足够的塑性和韧性，高的疲劳强度，以承受轴颈的周期性载荷。
3）良好的磨合能力，使其与轴能较快地紧密配合和稳定地长期工作。
4）高的耐磨性，与轴的摩擦因数小，并能保留润滑油，减轻磨损。
5）良好的耐蚀性、导热性，较小的线胀系数，防止摩擦升温而发生咬合。
轴承合金的组织是有软相基体和均匀分布的硬相质点组成的。典型锡基轴承合金中，软相基体为固溶体，硬相质点是锡锑金属间化合物（SnSb）。合金元素铜和锡形成星状和条状的金属间化合物（CuSn），可防止凝固过程中因最先结晶的硬相上浮而造成的重力偏析。巴氏合金具有较好的减摩性能。这是因为在机器最初的运转阶段，旋转着的轴磨去轴承内极薄的一层软相基体以后，未被磨损的硬相质点仍起着支承轴的作用，继续运转时轴与轴承之间形成连通的微缝隙。
常用的滚动轴承钢有高碳铬轴承钢、渗碳轴承钢、不锈轴承钢、高温轴承钢等。
（1）高碳铬轴承钢 高碳铬轴承钢包括GCr15、GCr15SiMn、GCr18SiMo和GCr15SiMo等。
1）GCr15轴承钢大量用来制造汽车、拖拉机、坦克、飞机等使用的发动机轴承，机床、电机等所使用的主轴轴承，以及铁路车辆、矿山机械、通用机械用轴承。
2）GCr15SiMn轴承钢主要用来制造壁厚大的轴承，如各种大型和特大型轴承，多用在无较大冲击载荷的重型机床及轧钢机上。
3）GCr18SiMo和GCr15SiMo轴承钢是高淬透性钢，其裂纹敏感性和冲击韧性要比GCr15SiMn钢优越，用于铁路客车轴承、轧机轴承、矿山机械轴承，替代GCr15SiMn钢使用。
（2）渗碳轴承钢 渗碳轴承钢主要是低碳钢和优质低碳合金结构钢，它们经渗碳、淬火、回火等热处理工艺后，表面硬度很高（≥60HRC），有一定的耐磨性，以及较高的接触疲劳强度，而心部硬度较低（35～40HRC），有良好的韧性，特别适宜于制造在冲击载荷条件下工作的轴承和尺寸较大的轴承。渗碳的深度和浓度可以根据需要加以调节。
（3）不锈轴承钢 不锈轴承钢常用的有奥氏体型不锈钢（07Cr19Ni11Ti）、马氏体型不锈钢（95Cr18、102Cr18Mo、65Cr14Mo）、沉淀硬化型不锈钢（07Cr17Ni7Al）及镍基或钴基合金等。其中以95Cr18最为常用，102Cr18Mo次之。
07Cr19Ni11Ti和07Cr17Ni7Al主要用于制造耐腐蚀保持架、钢球等。其中，07Cr19Ni11Ti还可制作防磁轴承套圈及滚动体，经渗氮处理后适用于制造高温、高真空、低载荷及高速条件下工作的套圈和滚动体。
95Cr18和102Cr18Mo经热处理后具有高硬度和高强度，以及很好的耐磨性和韧性，主要用于制造在海水、河水、酸、有机盐水以及蒸汽等腐蚀介质中工作的轴承，在 - 253～350℃下工作的轴承以及某些微型轴承。
（4）高温轴承钢 高温轴承钢用于制造工作温度高于250℃的轴承。除具有一般轴承钢的性能外，还应具有高温条件下的硬度、耐磨性以及接触疲劳强度，还要具有抗氧化性、耐冲击性和尺寸稳定性。
高温轴承钢主要是高速钢和高铬马氏体型不锈钢。对于结构复杂，又需承受强大冲击载荷的轴承，也可采用高温渗碳钢。
当环境温度超过500℃时，应选用钴基、镍基合金碳化钛等高温材料。
高温轴承钢主要用于制造航空喷气发动机、燃气轮机、核反应堆系统，以及高速飞行器、火箭和宇宙飞船中的轴承。
滑动轴承常用的轴承合金主要有锡基轴承合金与铅基轴承合金（两者统称为巴氏合金）、铜基轴承合金、铝基轴承合金，此外，还有银基合金、镍基合金、镁基合金和铁基合金等。
（1）锡基轴承合金（锡基巴氏合金） 它是以锡为基体元素，加入锑、铜等元素组成的合金。这种合金摩擦因数小，塑性和导热性好，是优良的减摩材料，常用作重要的轴承，如汽轮机、发动机、压气机等巨型机器的高速轴承。其主要缺点是疲劳强度较低，且锡较稀缺，价格最贵。
（2）铅基轴承合金（铅基巴氏合金） 它是以铅-锑为基的合金。加入锡可提高铅基合金的强度和耐磨性；加入铜可形成Cu 2 Sb硬质点，并防止重力偏析。铅基轴承合金的强度、塑性、韧性及导热性、耐蚀性均较锡基合金低，且摩擦因数较大，但价格较便宜，常用来制造承受中、低载荷的中速轴承，如汽车、拖拉机的曲轴、连杆轴承及电动机轴承。
无论是锡基轴承合金还是铅基轴承合金，它们都不能承受大的压力，须将其镶铸在钢的轴瓦上，形成一层薄而均匀的内衬，形成所谓双金属轴承。
（3）铜基轴承合金 有锡青铜、铅青铜等。
1）锡青铜。常用的是ZCuSn10Pb1。ZCuSn10Pb1的组织中有较多的分散缩孔，有利于储存润滑油。这种合金能承受较大的载荷，广泛用于中等速度及承受较大的固定载荷的轴承，例如电动机、泵、金属切削机床用轴承。锡青铜可直接制成轴瓦，但与其配合的轴颈应具有较高的硬度（300～400HBW）。
2）铅青铜。常用的是ZCuPb30。铅青铜与巴氏合金相比，具有高的疲劳强度和承载能力，同时还有高的导热性（约为锡基巴氏合金的6倍）和低的摩擦因数，并可在较高温度（如250℃）以下工作，适于制造高速、高压下工作的轴承，如航空发动机、高速柴油机及其他高速机器的主轴承。铅青铜的强度较低（ R m =60MPa），因此也需要在轴瓦上挂衬，制成双金属轴承。
粉末冶金材料是用粉末冶金工艺制得的多孔、半致密或全致密材料（包括制品）。粉末冶金材料具有传统熔铸工艺所无法获得的、独特的化学成分和物理性能、力学性能，如材料的孔隙度可控，材料组织均匀、无宏观偏析（合金凝固后其截面上不同部位没有因液态合金宏观流动而造成的化学成分不均匀现象），可一次成型等。
（1）减摩材料 通过在材料孔隙中浸润滑油或在材料成分中加减摩剂或固体润滑剂制得。材料表面间的摩擦因数小，在有限润滑油条件下，使用寿命长、可靠性高；在干摩擦条件下，具有自润滑效果。该类材料广泛用于制造轴承、支承衬套或作为端面密封等。
（2）多孔材料 由球状或不规则形状的金属或合金粉末经成型、烧结制成。材料内部孔道纵横交错、互相贯通，一般有30%～60%的体积孔隙度，孔径为1～100μm。材料的透过性能和导热、导电性能好，耐高温、低温，抗热振，抗介质腐蚀。该类材料用于制造过滤器、多孔电极、灭火装置、防冻装置等。
（3）结构材料 能承受拉伸、压缩、扭曲等载荷，并能在摩擦磨损条件下工作。由于材料内部有残余孔隙存在，其延展性和冲击性能比化学成分相同的铸锻件低，从而使其应用范围受限。
（4）摩擦材料 由基体金属（铜、铁或其他合金）、润滑组元（铅、石墨、二硫化钼等）、摩擦组元（二氧化硅、石棉等）三部分组成。其摩擦因数高，能很快吸收动能，制动、传动速度快，磨损小；强度高，耐高温，导热性好；抗咬合性好，耐腐蚀，受油脂、潮湿影响小。此类材料主要用于制造离合器和制动器。
（5）工模具材料 包括硬质合金、粉末冶金高速钢等。后者组织均匀，晶粒细小，没有偏析，比熔铸高速钢的韧性和耐磨性好，热处理变形小，使用寿命长。此类材料可用于制造切削刀具、模具和零件的坯件。
（6）电磁材料 包括电工材料和磁性材料。电工材料中，用作电能头材料的有金、银、铂等贵金属的粉末冶金材料和以银、铜为基体添加钨、镍、铁、碳化钨、石墨等制成的粉末冶金材料；用作电极的有钨铜、钨镍铜等粉末冶金材料；用作电刷的有金属-石墨粉末冶金材料；用作电热合金和热电偶的有钼、钽、钨等粉末冶金材料。磁性材料分为软磁材料和硬磁材料。软磁材料有磁性粉末、磁粉芯、软磁铁氧体、矩磁铁氧体、压磁铁氧体、微波铁氧体、正铁氧体和粉末硅钢等；硬磁材料有硬磁铁氧体、稀土钴硬磁、磁记录材料、微粉硬磁、磁性塑料等。电磁材料用于制造各种转换、传递、储存能量和信息的磁性器件。
（7）高温材料 包括粉末冶金高温合金、难熔金属和合金、金属陶瓷、弥散强化和纤维强化材料等。此类材料用于制造高温下使用的涡轮盘、喷嘴、叶片及其他耐高温零部件。
硬质合金是由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成的一种合金材料。
硬质合金可分为切削工具用硬质合金、地质矿山工具用硬质合金和耐磨零件用硬质合金三类。
硬质合金的特点是硬度高（86～93HRA，相当于69～81HRC），热硬性好（可达900～1000℃，硬度保持在60HRC），可切削50HRC左右的硬质材料。此外，硬质合金有耐磨性好、强度高和韧性较好、耐蚀性好等一系列优良性能，特别是它的高硬度和良好的耐磨性，即使在500℃的温度下也基本保持不变，在1000℃时仍有很高的硬度。
因此，硬质合金刀具比高速钢刀具的切削速度高4～7倍，刀具寿命高5～80倍；硬质合金模具、量具比合金工具钢模具、量具的寿命高20～150倍。
但硬质合金脆性大，不能进行切削加工，难以制成形状复杂的整体刀具，因而常制成不同形状的刀片，采用焊接、粘接、机械夹持等方法安装在刀体或模具体上使用。
切削工具用硬质合金分为P、M、K、N、S和H六类，见表2-14。
表 2-14 切削工具用硬质合金的分类
切削工具用硬质合金的基本化学成分与力学性能要求见表2-15。
表 2-15 切削工具用硬质合金的基本化学成分与力学性能
注：1.洛氏硬度和维氏硬度中任选一项。
2.表中数据为非涂层硬质合金要求，涂层产品可按对应的维氏硬度下降30～50。
切削工具用硬质合金推荐的作业条件见表2-16。
表 2-16 切削工具用硬质合金推荐的作业条件
（续）
注：1.在各组别中，01组可用切削速度最高，进给量最低；40（30）组可用进给量最高，切削速度最低。
2.不利条件是指原材料或铸造、锻造的零件表面硬度不匀，加工时的切削深度不匀，间断切削以及振动等情况。
地质、矿山工具用硬质合金按用途分为8种：
A——凿岩钎片用 B——地质勘探用
C——煤炭采掘用 D——矿山、油田钻头用
E——复合片基体用 F——铲雪片用
W——挖掘齿用 Z——其他用
地质、矿山工具用硬质合金的基本化学成分与力学性能要求见表2-17。
表 2-17 地质 、 矿山工具用硬质合金的基本化学成分与力学性能
注：洛氏硬度和维氏硬度中任选一项。
耐磨零件用硬质合金分4种：
S——金属线、棒、管拉制用 T——冲压模具用
Q——高温高压构件用 V——线材轧制辊环用
耐磨零件用硬质合金的基本化学成分与力学性能要求见表2-18。
表 2-18 耐磨零件用硬质合金的基本化学成分与力学性能
注：洛氏硬度和维氏硬度中任选一项。
耐磨零件推荐的作业条件见表2-19。
表 2-19 耐磨零件用硬质合金推荐的作业条件
