钢铁
    钢铁是铁碳合金的总称。根据含碳量的不同，铁碳合金分为钢与铸铁两大类，钢是含碳量小于1．8％的铁碳合金。碳钢是最常用的普通钢，冶炼方便、加工容易，在多数情况下可满足使用要求。按照含碳量的不同，碳钢又分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。随含碳量的升高，碳钢的硬度增加、韧性下降。在碳钢的基础上加入一些合金元素，如Si、W、Mn、Cr、Ni、Mo、V、Ti等，可使钢的组织结构和性能发生变化，从而具有一些特殊性能。如加入一定量的Cr和Ni等可炼成不锈钢，加入Mn可炼成特别硬的锰钢。

    炼钢实际上调整铁中碳的含量，同时除去一些有害的杂质，如硫、磷等。碳在钢中的存在方式是填充在铁晶格的孔隙中，形成间隙合金。碳以四种方式存在于铁晶格中，形成奥氏体、马氏体、滲碳体和铁素体四种物相。奥氏体是碳原子间充在γ－Fe晶格间隙位置上的间隙固溶体（图6-2（a））；马氏体是碳原子在α－Fe中形成的过饱和的间隙固溶体（图6－2（b））；渗碳体是铁和碳形成的间隙化合物（Fe₃C）；铁素体是碳在α－Fe中形成的间隙固溶体。

铝合金
    铝在地壳中的含量仅次于氧和硅，是金属中含量最高的。纯铝的密度较低，为2．7g／cm³，是钢密度的1／3。纯铝有着良好的导电、导热性（仅次于Au、Ag、Cu），延展性。铝还具有良好的耐腐蚀性。铝与氧的亲和力很大，在大气中常温下即能与氧化合，形成一层致密的Al₂O₃薄膜，保护内层金属不再氧化。
    纯铝的机械性能不高，不适宜作承受较大载荷的结构件。为了提高铝的机械性能能，在纯铝中加入某些合金元素，如Cu、Mg、Zn、Si、Mn和稀土元素等，制成铝合金。铝合金的突出特点是密度小、强度高。铝中加入Mn、Mg形成的Al－Mn、Al－Mg合金有很好的耐腐蚀性、良好的塑性和较高的强度，称为防锈合金，用于制造油箱、容器、管道和铆钉等。铝中加入Cu、Mg、Zn等形成的Al－Cu－Mg和Al－Cu－Mg－Zn系合金的强度较防锈铝合金高，称为硬铝合金，但防烛性能下降。新近开发的高强度硬铝，强度进一步提高，而密度比普通硬铝合金减小15%，且能挤压成型，可用作摩托车骨架和轮圈等构件。Al－Li合金可制作飞机零件和承受载荷的高级运动器材。目前，高强铝合金广泛用于飞机、舰艇和载重汽车等制造，可增加载重量，提高运行速度，并具有抗海水腐蚀、避磁性等优点。
   

钛合金

    钛是地壳中储藏量最丰富的元素之一，含量占地壳质量的0．61％，在诸元素的分布序列中居第九位。金属钛为银白色，外观似钢，熔点达1672℃，比铁和镍的熔点都高，属难熔金属，是一种很好的热强合金材料。钛的优良性能是密度小、强度高。钛的韧性强于铁，而密度只有铁的一半多一点，而且不会生锈。钛的密度比铝大不到2倍，强度却比铝高3倍，而且耐热性优于铝。
    液态钛几乎能溶解所有的金属，形成固溶体或金属化合物等多种合金。钛合金在治金、电力、化工、石油、航空航天及军事工业中有着广泛应用。例如Ti－6Al－4V合金具有较高的机械性能和高温变形能力，稳定性高，可在较宽的温度范围内使用，而用于制造波音747飞机主起落架的承力结构件；Ti－6Al－2Sn－4Zn－2Mo、Ti－7．7Al－11Zr－0．6Mo－1Nb合金可在500℃以上长期工作而用于制造汽车排气阀；Ti－5Al－2．5Sn（低氧）和Ti－6Al－4V（低氧）又是重要的低温材料，它们的使用温度分别可达到－253℃和－196℃，可用作宇宙飞船中的液氢容器和低温高压容器。此外，钛及其合金的耐腐蚀性也尤为突出，如Ti－0．2Pd和Ti－0．8Ni－0．3Mo在浓度为20％的盐酸中年腐蚀速率只有0．255mm，是纯钛年腐蚀速率的1／100。由于钛及其合金具有许多优异的性能，因而钛享有“第三金属”和“未来的金属”的美称。