金属材料的使用性能至关重要，它包括力学性能，如强度、硬度、韧性等，决定了金属制品在受力时的表现，关乎其安全性与可靠性，物理性能方面，如导电性、导热性等，影响着金属在电气、热交换等领域的应用，化学性能如耐腐蚀性，直接关系到金属材料在不同环境下的使用寿命和稳定性，良好的使用性能使金属材料能广泛应用于机械制造、建筑、航空航天等众多行业，满足各种工程需求，若使用性能不佳，可能导致金属制品失效、损坏，造成经济损失甚至安全隐患，深入研究和提升金属材料的使用性能是推动相关产业发展的关键。

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,从高楼大厦到微小的电子设备，从汽车到航空航天飞行器，金属材料无处不在，金属材料的使用性能直接影响着其在各种应用中的表现和效果，深入了解金属材料的使用性能包括哪些方面，以及它们如何相互作用和影响，对于合理选择和使用金属材料具有重要意义。

金属材料的使用性能包括

（一）力学性能

1. 强度 强度是指金属材料抵抗外力使其变形或断裂的能力，它是金属材料最重要的力学性能之一，通常用屈服强度和抗拉强度来表示，屈服强度是指金属材料开始产生塑性变形时的应力，抗拉强度是指金属材料在拉伸试验中所能承受的最大应力，强度高的金属材料可以承受更大的外力而不发生变形或断裂，因此在需要承受较大载荷的场合，如建筑结构、机械零件等，通常选用强度较高的金属材料。
2. 硬度 硬度是指金属材料抵抗其他更硬物体压入其表面的能力，硬度是衡量金属材料软硬程度的指标，通常用洛氏硬度、布氏硬度和维氏硬度等方法来测量，硬度高的金属材料表面耐磨性能好，不易被划伤或磨损，因此在需要耐磨的场合，如刀具、模具等，通常选用硬度较高的金属材料。
3. 塑性 塑性是指金属材料在断裂前发生塑性变形的能力，塑性好的金属材料可以在受力后发生较大的变形而不发生断裂，因此具有良好的成型性能，在制造汽车车身、飞机机翼等复杂形状的零件时，通常选用塑性较好的金属材料，以便通过冲压、锻造等工艺进行成型。
4. 韧性 韧性是指金属材料抵抗冲击载荷的能力，韧性好的金属材料在受到冲击载荷时不会发生脆断，而是能够吸收冲击能量并发生塑性变形，从而保证结构的安全性，在制造桥梁、高层建筑等重要结构时，通常选用韧性较好的金属材料，以提高结构的抗震性能。
5. 疲劳强度 疲劳强度是指金属材料在交变载荷作用下抵抗疲劳破坏的能力，交变载荷是指大小和方向随时间周期性变化的载荷，如机器运转时的振动载荷、汽车行驶时的路面冲击载荷等，金属材料在交变载荷作用下会产生疲劳裂纹，随着循环次数的增加，疲劳裂纹逐渐扩展，最终导致金属材料发生疲劳断裂，疲劳强度是金属材料在交变载荷作用下的重要性能指标，对于承受交变载荷的机械零件，如轴、齿轮等，其疲劳强度的高低直接影响着零件的使用寿命。

（二）物理性能

1. 密度 密度是指金属材料单位体积的质量，密度是金属材料的一个基本物理性能，它对于金属材料的重量、强度、刚度等力学性能以及加工工艺都有重要影响，在航空航天领域，为了减轻飞行器的重量，通常选用密度较小的金属材料，如铝合金、钛合金等。
2. 热膨胀系数 热膨胀系数是指金属材料在温度变化时体积随温度变化的程度，热膨胀系数是金属材料的一个重要热物理性能，它对于金属材料的尺寸稳定性、焊接性能、热稳定性等都有重要影响，在制造高精度仪器、电子设备等对尺寸精度要求较高的产品时，通常选用热膨胀系数较小的金属材料，以保证产品的尺寸精度。
3. 导热系数 导热系数是指金属材料传导热量的能力，导热系数是金属材料的一个重要热物理性能，它对于金属材料的散热性能、热交换效率等都有重要影响，在制造散热器、热交换器等需要高效散热的设备时，通常选用导热系数较高的金属材料，如铜、铝等。
4. 导电性 导电性是指金属材料传导电流的能力，导电性是金属材料的一个重要电学性能，它对于金属材料的电气性能、电磁兼容性等都有重要影响，在制造电线、电缆、电子元器件等需要良好导电性能的产品时，通常选用导电性较好的金属材料，如铜、银等。
5. 磁性 磁性是指金属材料对磁场的响应能力，磁性是金属材料的一个重要磁学性能，它对于金属材料的磁性材料、电磁设备等都有重要影响，在制造电机、变压器、传感器等电磁设备时，通常选用具有特定磁性的金属材料，如铁、钴、镍等。

（三）化学性能

1. 耐腐蚀性 耐腐蚀性是指金属材料抵抗周围介质腐蚀的能力，腐蚀是金属材料在环境作用下发生的一种化学反应，它会导致金属材料的性能下降、使用寿命缩短甚至失效，耐腐蚀性是金属材料的一个重要化学性能，它对于金属材料在化工、海洋、建筑等领域的应用具有重要意义，在化工行业，为了防止金属设备和管道被腐蚀，通常选用耐腐蚀性较好的金属材料，如不锈钢、钛合金等。
2. 抗氧化性 抗氧化性是指金属材料在高温下抵抗氧化的能力，氧化是金属材料在高温下与空气中的氧气发生的一种化学反应，它会导致金属材料的性能下降、使用寿命缩短甚至失效，抗氧化性是金属材料的一个重要化学性能，它对于金属材料在高温环境下的应用具有重要意义，在航空航天领域，为了提高发动机的高温性能和可靠性，通常选用抗氧化性较好的金属材料，如镍基合金、钴基合金等。
3. 化学稳定性 化学稳定性是指金属材料在化学介质中保持其原有性能的能力，化学介质是指能够与金属材料发生化学反应的物质，如酸、碱、盐等，化学稳定性是金属材料的一个重要化学性能，它对于金属材料在化工、海洋、建筑等领域的应用具有重要意义，在化工行业，为了防止金属设备和管道被化学介质腐蚀，通常选用化学稳定性较好的金属材料，如不锈钢、钛合金等。

（四）工艺性能

1. 铸造性能 铸造性能是指金属材料在铸造过程中表现出来的性能，铸造性能包括流动性、收缩性、吸气性等，流动性是指金属液在铸型中流动的能力，收缩性是指金属液在凝固过程中体积收缩的程度，吸气性是指金属液在凝固过程中吸收气体的能力，铸造性能好的金属材料可以保证铸件的质量和尺寸精度，提高铸造生产效率，在铸造铝合金、灰铸铁等常用铸造合金时，通常选用流动性、收缩性和吸气性较好的金属材料。
2. 锻造性能 锻造性能是指金属材料在锻造过程中表现出来的性能，锻造性能包括塑性、变形抗力、锻造温度范围等，塑性好的金属材料可以在锻造过程中发生较大的变形而不发生断裂，变形抗力小的金属材料可以在较小的外力作用下发生变形，锻造温度范围宽的金属材料可以在较宽的温度范围内进行锻造，锻造性能好的金属材料可以保证锻件的质量和尺寸精度，提高锻造生产效率，在锻造低碳钢、中碳钢等常用锻造合金时，通常选用塑性好、变形抗力小、锻造温度范围宽的金属材料。
3. 焊接性能 焊接性能是指金属材料在焊接过程中表现出来的性能，焊接性能包括焊接接头的强度、韧性、耐腐蚀性等，焊接接头的强度、韧性、耐腐蚀性等性能直接影响着焊接结构的安全性和可靠性，焊接性能好的金属材料可以保证焊接接头的质量和性能，提高焊接生产效率，在焊接低碳钢、低合金钢等常用焊接合金时，通常选用焊接性能好的金属材料。
4. 切削加工性能 切削加工性能是指金属材料在切削加工过程中表现出来的性能，切削加工性能包括切削力、切削温度、刀具磨损等，切削力小、切削温度低、刀具磨损慢的金属材料可以提高切削加工效率，保证加工质量，切削加工性能好的金属材料可以降低生产成本，提高生产效率，在切削加工铝合金、铜合金等常用切削加工合金时，通常选用切削加工性能好的金属材料。

金属材料使用性能的相互关系

金属材料的使用性能之间存在着密切的相互关系,强度和塑性之间存在着一定的矛盾关系，强度高的金属材料塑性较差，而塑性好的金属材料强度较低，在设计金属材料时，需要根据具体的使用要求，合理地选择强度和塑性之间的平衡点，以保证金属材料既具有足够的强度，又具有良好的塑性。

又如,硬度和韧性之间也存在着一定的矛盾关系，硬度高的金属材料韧性较差，而韧性好的金属材料硬度较低，在设计金属材料时，需要根据具体的使用要求，合理地选择硬度和韧性之间的平衡点，以保证金属材料既具有足够的硬度，又具有良好的韧性。

再如,金属材料的物理性能和化学性能之间也存在着一定的相互关系，金属材料的密度和导热系数之间存在着一定的矛盾关系，密度小的金属材料导热系数也较小，而密度大的金属材料导热系数也较大，在设计金属材料时，需要根据具体的使用要求，合理地选择密度和导热系数之间的平衡点，以保证金属材料既具有足够的强度和刚度，又具有良好的导热性能。

金属材料的使用性能包括力学性能、物理性能、化学性能和工艺性能等多个方面，这些性能之间相互影响、相互制约，共同决定了金属材料在各种应用中的表现和效果，在设计和选择金属材料时，需要综合考虑金属材料的使用性能，根据具体的使用要求，合理地选择金属材料的种类、规格和性能指标，以保证金属材料既具有足够的强度和刚度，又具有良好的塑性、韧性、导热性能、导电性、磁性、耐腐蚀性、抗氧化性、化学稳定性等性能，同时还需要考虑金属材料的工艺性能，以保证金属材料能够通过各种加工工艺制成所需的零件和产品，才能充分发挥金属材料的性能优势，提高金属材料的使用价值和经济效益。