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工程材料有各种不同的分类方法。一般都将工程材料按化学成分分为金属材料、非金属材料、高分子材料和复合材料四大类。
(一)金属材料
金属材料是最重要的工程材料，包括金属和以金属为基的合金。工业上把金属和其合金分为两大部分：
1.黑色金属材料
铁和以铁为基的合金(钢、铸铁和铁合金)
2.有色金属材料
黑色金属以外的所有金属及其合金。
应用最广的是黑色金属。以铁为基的合金材料占整个结构材料和工具材料的90%以上。黑色金属材料的工程性能比较优越，价格也较便宜，是最重要的工程金属材料。
有色金属按照性能和特点可分为：轻金属、易熔金属、难熔金属、贵金属、稀土金属和碱土金属。它们是重要的有特殊用途的材料。
(二)非金属材料
非金属材料也是重要的工程材料，包括耐火材料、耐火隔热材料、耐蚀(酸)非金属材料和陶瓷材料等。
1.耐火材料
耐火材料是指能承受高温作用而不易损坏的材料，它是炼钢、炼铁、熔化铁及其他冶炼炉和加热炉炉衬的基础材料之一。常用的耐火材料有耐火砌体材料、耐火水泥及耐火混凝土。
2.耐火隔热材料
耐火隔热材料又称为耐热保温材料，它是各种工业用炉(冶炼炉、加热炉、锅炉炉膛)的重要筑炉材料。常用的隔热材料有硅藻土、蛭石、玻璃纤维(又称矿渣棉)、石棉以及它们的制品。
3.耐蚀(酸)非金属材料
耐蚀(酸)非金属材料的组成主要是金属氧化物、氧化硅和硅酸盐等，它们的耐蚀性能高于金属材料(包括耐酸钢和耐蚀合金)，并具有较好的耐磨性和耐热性能，在某些情况下它们是不锈钢和耐蚀合金的理想代用品。常用的非金属耐蚀材料有铸石、石墨、耐酸水泥、天然耐酸石材和玻璃等。
4.陶瓷材料
陶瓷材料主要是以粘土为主要成分的烧结制品，它具有结构致密、表面平整光洁，耐酸性能良好等特点，常用的有日用陶瓷、电器绝缘陶瓷、化工陶瓷、结构陶瓷和耐酸陶瓷等。
(三)高分子材料
高分子材料为有机合成材料，也称聚合物。它具有较高的强度、良好的塑性、较强的耐腐蚀性能，很好的绝缘性和重量轻等优良性能，在工程上是发展最快的一类新型结构材料。
高分子材料种类很多，工程上通常根据机械性能和使用状态将其分为三大类：
1.塑料
主要指强度、韧性和耐磨性较好，可制造某些机器零件或构件的工程塑料，一般分为热塑性塑料和热固性塑料两种。
2.橡胶
通常指经硫化处理后弹性特别优良的聚合物，有通用橡胶和特种橡胶两种。
3.合成纤维
指由单体聚合而成且强度很高，通过机械处理所获得的聚合物纤维材料。
(四)复合材料
复合材料就是用两种或两种以上不同材料组合的材料，其性能是其他单质材料所不具备的。复合材料可以由各种不同种类的材料复合组成。它在强度、刚度和耐蚀性方面比单纯的金属、陶瓷和聚合物都优越，是特殊的工程材料，具有广阔的发展前景。
