机械设计之材料选用（一）

现代化的工业进程对当今的机械设计行业提出了新的要求。在机械设计中，使用的材料其选择是非常重要的。合理选用机械工程材料来对充分发挥工程材料本身的性能潜力，保证材料具有良好的加工工艺性能，获得理想的使用性能，来提高产品零件的质量，节省工程使用材料，降低生产成本等方面起着重大影响。
常用工程材料分类

按属性可分为金属材料和非金属材料两大类：

金属材料包括黑色金属和有色金属两类。有色金属用量虽然只占金属材料的5%，但因具有良好的导热性和导电性以及优异的化学稳定性与高的比强度等，而在机械工程中占有重要的地位。非金属材料又可分为无机非金属材料和有机高分子材料。前者除了传统的陶瓷和玻璃与水泥以及耐火材料外，还包括氮化硅和碳化硅等新型材料以及碳素材料等。后者除了天然有机材料如木材和橡胶等外，较重要的还有合成树脂（见工程塑料）。此外还有由两种或多种不同材料组合而成的复合材料。这种材料由于存在复合效应，具有比单一材料更加优越的综合性能，成为一类新型的工程材料。

机械工程材料也可按用途分类：

如结构材料（结构钢）。工模具材料（工具钢）。耐蚀材料（不锈钢）、耐热材料（耐热钢）、耐磨材料（耐磨钢）和减摩材料等。

由于材料与机械工艺紧密联系，也可结合工艺特点来进行分类：

如铸造合金材料和超塑性材料以及粉末冶金材料等。粉末冶金可以用来制取使用普通熔炼方法难以制取的特殊材料，也可直接去制造各种精密机械零件，现已发展成一类粉末冶金材料。

材料性能选用的材料，首先要了解材料自身的基本特性，其中力学性能是最重要的，包括材料的强度和硬度与塑性同韧性以及耐磨性等，要了解这些性能的意义，也要知道什么场合下侧重那些材料性能，这样才能够保证材料选择的准确性和经济性。

材料力学性能：指的是材料在外力作用下表现出来的性能。其主要指标有强度、塑性和硬度以及韧性、疲劳等。

强度：强度指的是在外力作用下，材料抵抗塑性变形和断裂的能力，强度指标通常通过静拉伸试验测定。

塑性：材料在外力作用下产生塑性变形而不破坏的能力叫塑性，可以通过静拉伸试验测定。

硬度：材料局部部位抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。硬度表示方法有布氏硬度HBW、洛氏硬度HR、维氏硬度HV、肖氏硬度HS。

韧性：表示材料在塑性变形和断裂过程中所吸收能量的能力。

疲劳强度：材料在无限多次交变载荷作用而不会产生破坏的最大应力。