在机械工程行业，虽然物理化学性能不是构件设计的主要参数，但是在某些特定的情况下，也必须考虑材料的物理化学性能。

一、材料的物理性能

1、密度

单位体积材料的质量称为材料的密度。对于运动构件，材料的密度越小，消耗的能量越少，效率越高。材料的抗拉强度与密度之比称为比强度。在航空航天领域，选用高比强度的材料就显得尤为重要。元素周期表中原子序数越小的元素，其密度越小。

2、熔点

熔点是指材料的熔化温度。一般来说，材料的熔点越高，材料在高温下保持强度的能力越强。在设计高温条件下工作的构件时，需要考虑材料的熔点。金属中，汞的熔点为-38.8°C，而钨则高达3410°C。

3、热膨胀性

大部分固体材料在加热时都发生膨胀，材料的热膨胀性通常用线膨胀系数表示。它是指材料在加热时单位长度的材料在温度升高一度时的伸长量。对于特别精密的仪器要考虑选择热膨胀系数低的材料，或在恒温条件下使用。在材料的加工过程中更要考虑材料的热膨胀行为，如果表面和内部热膨胀不一致，就会产生内应力，当这种内应力超过材料的屈服强度时，材料就会发生塑性变形，当内应力超过了材料的抗拉强度时，材料就会发生破坏。常用金属的热膨胀系数在 5×10-6~25×10-6/°C之间。

4、导热性

材料的导热性定义为在单位温度梯度下，单位时间内通过垂直于热流流动方向的单位截面积上的热流的大小。零件材料的导热性越差，在加热和冷却时表面和内部的温差越大，内应力越大，越容易发生变形和开裂。金属中，导热电性最好的依次是银、铜和铝。

5、导电性

材料的导电性与材料的电阻密切相关，常用电阻率表示。金属通常具有较好的导电性，其中导电性最好的依次是银、铜和铝。金属具有正的电阻温度系数，即温度提高，电阻增大。杂质含量增加、冷加工程度加剧都会导致金属的电阻升高。

6、磁性

根据材料在磁场中的行为可将其分为三类：使磁场减弱的材料称为抗磁性材料；使磁场略有增强的材料称为顺磁性材料；使磁场强烈增强的材料称为铁磁性材料。铁磁性材料常用于制造变压器、电动机、仪器仪表等。而抗磁性材料常用作磁屏蔽材料或防磁场干扰材料。

二、材料的化学性能

1、耐腐蚀性

腐蚀是指材料在外部介质作用下发生逐渐破坏的现象。而材料抵抗各种介质腐蚀破坏的能力则称为耐腐蚀性。一般说来，非金属材料的耐腐蚀性能要高于金属材料。在金属材料中，碳钢、铸铁的耐腐蚀性较差，而不锈钢、铝合金、铜合金、钛及其合金耐腐蚀性较好。

2、抗氧化性

材料抵抗高温氧化的能力称为抗氧化性。抗氧化的金属材料常在表面形成一层致密的保护性氧化膜，阻碍了氧化的进一步发生，这种材料的氧化一般遵循抛物线规律。而形成多孔疏松或挥发性氧化物材料的氧化则遵循直线规律。

耐腐蚀性和抗氧化性统称为材料的化学稳定性。而高温下的化学稳定性则称为热化学稳定性。在高温下工作的设备或零部件，如锅炉、汽轮机和飞机发动机等应选择热化学稳定性好的材料。