试样仍不发生疲劳破坏，其最大应力称为该材料的疲劳极限。当应力交变循环对称时，疲劳极限用σ1表示。
生产中多数金属工件是在交变负荷下工作的，疲劳破坏是破裂的主要形式。因此疲劳强度设计是材料的重要强度计算之一。另外，改善零件结构形状避免应力集中；降低表面粗糙度；采取表面强化处理等都能有效提高金属工件的抗疲劳能力。
（二）金属材料的其他性能
1、金属材料的物理性能
包括比重、溶点、导电性、导热性和膨胀性等。工件用途不同，对金属材料的物理性能要求不一样
2、金属材料的化学性能
主要指金属材料在定温或高温条件下抵抗活泼介质对其浸蚀的能力。
3、金属材料的工艺性能
是金属材料物理和化学性能的综合，是否易于加工成型的能力。按工艺方法不同，
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f机械设计基础知识概述
工艺性能主要有铸造性能、锻造性能、焊接性和切削加工性能。在设计零件及选择加工方法时要考虑材料的工艺性能。
（三）铁碳合金的基本组织及性能
普通碳钢和铸铁均属钢碳合金范畴，合金钢和合金铸铁是有意加入合金元素的铁
碳合金。铁和碳是钢铁材料的两个最基本的组元。
目前应用的铁碳合金，其含碳量均在669以下，当含碳量大于669的铁碳合
金脆性极大，没有实用意义。含碳量小于211的铁碳合金称为钢，含碳量大于211
的铁碳合金称为生铁。
一切固态物质，根据其内部原子的聚集状态可分为晶体与非晶体两大类。晶体内
部的原子在空间作规则的排列，如食盐、金刚石、石墨和所有的金属都是晶体。非晶
体内部的原子则杂乱无章地无规则的规程，如玻璃、沥青、石腊和松香等都是非晶体。
大多数金属在固态下的晶格保持不变，但是有些金属，如铁、锌、锑、锰、钼等在固
态下，随着温度的变化，其晶体结构还会发生转变，这种晶体形式的转变称为同素异
构转变。同素异构转变过程也是重结晶过程。如纯铁的溶点为1534℃和912℃时先后
发生两次晶格形式的转变；①在1538～1394℃时为体心立方晶格，称为σ铁，②
1394～912℃为面心立方晶格，称γ铁，③在912℃以下为体心立方晶格，称为α
铁。铁的同素异构转变是钢铁能够进行热处理的重要依据。
各种金属材料具有不同的性能，这是由于其内部组织结构决定的。在液态时，铁
和碳可以溶解为一个均匀的液相。在固态时，它可以形成固溶体、化合物或混合物。
固溶体是合金中一种组元（溶剂）溶解其他组元（溶质），或组元之间互相溶解
而形成的一种均匀固相，形成单一的均匀物质，其中所溶解的组元在r