金属材料的性能分类包括力学性能与物理性能，力学性能涵盖强度、硬度、塑性、韧性等，它们直接影响金属材料在受力状态下的行为表现，是衡量金属材料质量的关键指标，强度决定了材料抵抗外力破坏的能力，硬度反映材料表面抵抗变形的能力，塑性体现材料产生永久变形而不破坏的能力，韧性则表示材料抵抗冲击载荷的能力，物理性能包含密度、热膨胀系数、导电性、导热性等，这些性能对金属材料在不同工作环境下的应用有着重要影响，了解和掌握金属材料的性能分类，对于合理选择和使用金属材料具有重要意义。

金属材料在现代工业和日常生活中扮演着至关重要的角色，从高楼大厦到精密仪器，从交通工具到航空航天设备，都离不开金属材料的广泛应用，金属材料之所以能够如此广泛地应用，是因为它具有多种优异的性能，这些性能可以分为两大类：力学性能和物理性能,本文将详细探讨这两大类性能的具体内容及其重要性。

力学性能

（一）强度 强度是金属材料抵抗外力作用而不发生永久变形和断裂的能力，它是衡量金属材料承载能力的重要指标，根据外力作用方式的不同，强度又可分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度和抗剪强度等。

1. 抗拉强度 抗拉强度是指金属材料在拉伸试验中，试样在断裂前所承受的最大应力，它反映了金属材料在拉伸过程中抵抗断裂的能力，抗拉强度越高，金属材料的承载能力越强，高强度合金钢常用于制造飞机发动机的叶片和火箭发动机的燃烧室等关键部件，这些部件需要承受极高的温度和压力,因此必须具有很高的抗拉强度。
2. 抗压强度 抗压强度是指金属材料在压缩试验中，试样在被压碎前所承受的最大应力，它反映了金属材料在压缩过程中抵抗变形和破坏的能力，与抗拉强度相比，抗压强度通常要比抗拉强度高，这是因为金属材料在拉伸和压缩时的变形机制不同，铸铁的抗压强度比抗拉强度高得多，因此常用于制造机床床身、受压容器等抗压部件。
3. 抗弯强度 抗弯强度是指金属材料在弯曲试验中，试样在弯曲断裂前所承受的最大应力，它反映了金属材料在弯曲过程中抵抗变形和破坏的能力，抗弯强度对于一些承受弯曲载荷的金属构件，如桥梁、建筑结构等，具有重要的意义，在设计桥梁时,需要根据桥梁所承受的最大弯曲载荷来选择具有合适抗弯强度的金属材料。
4. 抗剪强度 抗剪强度是指金属材料在剪切试验中，试样在被剪断前所承受的最大应力，它反映了金属材料在剪切过程中抵抗变形和破坏的能力，抗剪强度对于一些承受剪切载荷的金属构件，如齿轮、轴等，具有重要的意义，在设计齿轮时,需要根据齿轮所承受的最大剪切载荷来选择具有合适抗剪强度的金属材料。

（二）塑性 塑性是金属材料在断裂前发生永久变形而不破坏的能力，它是衡量金属材料韧性的重要指标，塑性好的金属材料在受到外力作用时，能够发生较大的变形而不发生断裂，从而可以通过塑性变形来吸收能量，减轻外力对结构的破坏，根据塑性变形的方式不同,塑性又可分为伸长率和断面收缩率等。

1. 伸长率 伸长率是指金属材料在拉伸试验中，试样断裂后的标距伸长量与原始标距之比的百分率，它反映了金属材料在拉伸过程中发生塑性变形的能力，伸长率越大，金属材料的塑性越好，低碳钢的伸长率通常在20%以上,而高碳钢的伸长率则相对较低。
2. 断面收缩率 断面收缩率是指金属材料在拉伸试验中，试样断裂后的断口面积与原始横截面积之比的百分率，它反映了金属材料在拉伸过程中发生塑性变形的程度，断面收缩率越大，金属材料的塑性越好，铝合金的断面收缩率通常在40%以上,而钛合金的断面收缩率则相对较低。

（三）硬度 硬度是金属材料抵抗更硬的物体压入其表面的能力，它是衡量金属材料表面耐磨性和抗变形能力的重要指标，硬度的测试方法有多种，如布氏硬度、洛氏硬度、维氏硬度等,不同的硬度测试方法适用于不同类型的金属材料和不同的应用场合。

1. 布氏硬度 布氏硬度是指用一定直径的硬质合金球，在一定载荷作用下，压入金属材料表面，保持一定时间后，卸除载荷，测量压痕直径，根据压痕直径计算出的硬度值，布氏硬度适用于测量较软的金属材料，如退火态的低碳钢、铜合金等。
2. 洛氏硬度 洛氏硬度是指用一定直径的硬质合金球，在一定载荷作用下，压入金属材料表面，然后卸除主载荷，再加上初载荷，测量压痕深度，根据压痕深度计算出的硬度值，洛氏硬度适用于测量较硬的金属材料，如淬火态的高碳钢、合金钢等。
3. 维氏硬度 维氏硬度是指用一定夹角的金刚石正四棱锥压头，在一定载荷作用下，压入金属材料表面，保持一定时间后，卸除载荷，测量压痕对角线长度，根据压痕对角线长度计算出的硬度值，维氏硬度适用于测量各种金属材料,尤其是硬度范围较宽的金属材料。

（四）韧性 韧性是金属材料在冲击载荷作用下抵抗破坏的能力，它是衡量金属材料抗冲击性能的重要指标，韧性好的金属材料在受到冲击载荷时，能够吸收大量的能量，从而避免发生脆性断裂，韧性通常用冲击吸收功来表示，冲击吸收功越大，金属材料的韧性越好。 在制造汽车车架、桥梁等结构件时，需要选择具有良好韧性的金属材料,以确保这些结构件在受到冲击载荷时能够安全可靠地工作。

（五）疲劳强度 疲劳强度是指金属材料在交变载荷作用下，经过一定次数的循环后，不发生疲劳破坏的最大应力，它是衡量金属材料抗疲劳性能的重要指标，金属材料在交变载荷作用下，会在表面或内部产生微观裂纹，这些微观裂纹会随着循环次数的增加而逐渐扩展，最终导致金属材料发生疲劳断裂,提高金属材料的疲劳强度对于延长金属材料的使用寿命具有重要的意义。

物理性能

（一）密度 密度是金属材料单位体积的质量，它是衡量金属材料轻重程度的重要指标，不同的金属材料具有不同的密度，铝的密度为2.7g/cm³，铁的密度为7.8g/cm³，铜的密度为8.9g/cm³，在设计金属结构件时，需要根据结构件的使用要求和工作环境，选择具有合适密度的金属材料,以确保结构件的重量和性能达到最佳平衡。

（二）导电性 导电性是金属材料传导电流的能力，它是衡量金属材料电气性能的重要指标，金属材料的导电性与其内部的电子结构有关，金属材料的导电性越好，其内部的电子越容易在电场作用下移动，铜和铝是常用的导电金属材料，它们的导电性较好，常用于制造电线、电缆等电气设备。

（三）导热性 导热性是金属材料传导热量的能力，它是衡量金属材料热性能的重要指标，金属材料的导热性与其内部的晶体结构和原子间的相互作用有关，金属材料的导热性越好，其内部的原子越容易在温度梯度作用下传递热量，铜和铝的导热性较好，常用于制造散热器、热交换器等热交换设备。

（四）磁性 磁性是金属材料对磁场的响应能力，它是衡量金属材料磁性能的重要指标，金属材料的磁性与其内部的电子结构和原子排列有关，金属材料的磁性可以分为顺磁性、抗磁性和铁磁性等，铁、钴、镍等金属材料具有铁磁性，它们可以被磁场强烈吸引，常用于制造永磁体、电磁铁等磁性设备。

（五）耐腐蚀性 耐腐蚀性是金属材料抵抗周围介质腐蚀的能力，它是衡量金属材料化学性能的重要指标，金属材料在使用过程中，会与周围的介质发生化学反应，从而导致金属材料的性能下降，甚至发生腐蚀破坏，提高金属材料的耐腐蚀性对于延长金属材料的使用寿命具有重要的意义，不锈钢是一种常用的耐腐蚀金属材料，它含有较高的铬、镍等合金元素,可以在一定程度上抵抗各种介质的腐蚀。

金属材料的性能分为力学性能和物理性能两大类，力学性能包括强度、塑性、硬度、韧性和疲劳强度等，它是衡量金属材料承载能力和抵抗变形能力的重要指标；物理性能包括密度、导电性、导热性、磁性和耐腐蚀性等，它是衡量金属材料轻重程度、电气性能、热性能、磁性能和化学性能的重要指标，在设计和使用金属材料时，需要根据具体的应用场合和要求，综合考虑金属材料的力学性能和物理性能，选择合适的金属材料,以确保金属结构件的安全可靠和性能优异。