工程中所使用的金属材料是以合金为主的，很少使用纯金属，原因是合金比纯金属具有更好的力学性能和工艺性能，且价格低廉。最常用的合金是以铁为基础的铁碳合金，如碳素钢、合金钢、铸铁等，还有以铝或铜为基础的黄铜、青铜等。
（1）黑色金属。
①碳素钢：碳素钢是指碳的质量分数小于2.11%和含有少量硅、锰、硫、磷等杂质元素所组成的铁碳合金，简称碳钢。碳素钢的性能主要取决于含碳量。含碳量越高，则一般强度、硬度较高，韧性有所下降。依含碳量不同，可有若干种钢的牌号。例如，碳的质量分数为0.45%的钢称为45钢，碳的质量分数为0.35%的钢称为35钢等。碳素钢中锰、硅是有益元素，对钢有一定的强化作用；硫、磷是有害元素分别增加钢的热脆性和冷脆性，应严格控制。
②合金钢：为了改善和提高钢的性能，在碳钢的基础上加入其他合金元素的钢称为合金钢。常用的合金元素有硅、锰、铬、镍、铜、钒、钛、稀土元素等。合金钢具有耐低温、耐腐蚀、高磁性、高耐磨性等良好的特殊性能，它常用于制造工具或力学性能、工艺性能要求高的、形状复杂的大截面零件，且在制造有特殊性能要求的零件方面，得到了广泛应用。
③铸铁：碳的质量分数大于2.11%的铁碳合金称为铸铁，由于铸铁中含有的碳和杂质较多，其强度、硬度比钢差，不能锻造。但铸铁具有优良的铸造性、减震性、耐磨性等特点，加之价格低廉、生产设备和工艺简单，是机械制造中应用最多的金属材料。适合采用铸造的方法获得铸铁毛坯。
（2）有色金属。
通常，将铁及其合金称为黑色金属，而将铝、镁、铜、锌及其合金称为有色金属，有色金属种类繁多，虽然其产量和使用范围不及黑色金属，但由于它具有某些特殊性能，故已成为现代工业中不可缺少的材料。例如，铝及铝合金在航空、航天、电子工业及日常用品中得到广泛应用。