ประสิทธิภาพของชิ้นส่วนเครื่องจักรกลส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับความเข้ากันได้ของคุณสมบัติทางกายภาพ เคมี และทางกลของวัสดุที่เลือกกับเงื่อนไขการบริการ วัสดุที่แตกต่างกันมีลักษณะเฉพาะในแง่ของความแข็งแรง ความแข็ง ความต้านทานการสึกหรอ ความต้านทานการกัดกร่อน ความต้านทานความร้อน และความสามารถในการแปรรูป การเลือกที่เหมาะสมเป็นข้อกำหนดเบื้องต้นในการรับรองความน่าเชื่อถือและอายุการใช้งานของชิ้นส่วน ในด้านอุตสาหกรรม วัสดุทั่วไปสำหรับชิ้นส่วนเครื่องจักรกลส่วนใหญ่ได้แก่ เหล็กกล้าคาร์บอน โลหะผสมเหล็ก เหล็กกล้าไร้สนิม -โลหะที่ไม่ใช่เหล็กและโลหะผสมของพวกมัน พลาสติกวิศวกรรม และวัสดุคอมโพสิต มีการใช้กันอย่างแพร่หลายตามความต้องการด้านการทำงานและสภาพแวดล้อมการทำงาน
เหล็กกล้าคาร์บอนเป็นวัสดุพื้นฐานที่สุดสำหรับชิ้นส่วนเครื่องจักรกล ซึ่งมีความสามารถในการแปรรูปที่ดีและมีความแข็งแรงในระดับหนึ่ง เหมาะสำหรับการใช้งานที่มีโหลดปานกลางและต้องการความต้านทานการกัดกร่อนต่ำ เช่น ตัวยึดธรรมดา ฉากยึด และส่วนประกอบการส่งผ่านความเร็วต่ำ- มีต้นทุนต่ำและมีจำหน่ายทั่วไป แต่มีแนวโน้มที่จะเกิดสนิมในสภาพแวดล้อมที่ชื้นหรือมีฤทธิ์กัดกร่อน ซึ่งมักต้องได้รับการดูแลปกป้องพื้นผิว
เหล็กกล้าโลหะผสมที่ทำโดยการเติมธาตุโลหะผสม เช่น โครเมียม โมลิบดีนัม นิกเกิล และแมงกานีส ลงในเหล็กกล้าคาร์บอน จะช่วยเพิ่มความแข็งแรง ความเหนียว ความต้านทานการสึกหรอ และทนความร้อนได้อย่างมาก มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตชิ้นส่วนที่ต้องรับน้ำหนัก การกระแทก หรืออุณหภูมิสูง เช่น เฟือง เพลา สปริง และสลักเกลียวที่มีความแข็งแรงสูง- สัดส่วนขององค์ประกอบการผสมที่แตกต่างกันสามารถใช้เพื่อปรับคุณสมบัติบางอย่างให้เหมาะสมโดยเฉพาะ ตัวอย่างเช่น โครเมียมช่วยเพิ่มความสามารถในการชุบแข็งและความต้านทานการกัดกร่อน ในขณะที่โมลิบดีนัมช่วยเพิ่มความแข็งแกร่งที่อุณหภูมิสูง-และต้านทานการคืบคลาน
สแตนเลสใช้โครเมียมเป็นองค์ประกอบโลหะผสมหลัก เมื่อปริมาณโครเมียมถึงประมาณ 10.5% หรือสูงกว่า ฟิล์มออกไซด์ที่มีความหนาแน่นสามารถก่อตัวบนพื้นผิวได้ ทำให้วัสดุมีความต้านทานการกัดกร่อนได้ดีเยี่ยม สเตนเลสออสเทนนิติก (เช่น 304 และ 316) มักใช้ในเครื่องจักรอาหาร อุปกรณ์เคมี และชิ้นส่วนด้านสิ่งแวดล้อมทางทะเล เนื่องจากมีความเป็นพลาสติกที่ดีและทนต่อการกัดกร่อน เหล็กกล้าไร้สนิมมาร์เทนซิติกสามารถมีความแข็งแรงและความแข็งสูงขึ้นได้ผ่านการบำบัดความร้อน ทำให้เหมาะสำหรับการผลิตเครื่องมือตัด ตลับลูกปืน และชิ้นส่วนที่ต้านทานการสึกหรอ-
โลหะที่ไม่ใช่เหล็ก-และโลหะผสมมักใช้ในชิ้นส่วนเครื่องจักรกลสำหรับการใช้งานที่ต้องการประสิทธิภาพพิเศษ อลูมิเนียมและอลูมิเนียมอัลลอยด์มีความหนาแน่นต่ำและมีค่าการนำความร้อนที่ดี ทำให้เหมาะสำหรับโครงสร้างน้ำหนักเบาและส่วนประกอบที่กระจายความร้อน ทองแดงและโลหะผสมทองแดงมีค่าการนำไฟฟ้าและความร้อนที่ดีเยี่ยม ซึ่งมักพบในหน้าสัมผัสทางไฟฟ้าและเครื่องแลกเปลี่ยนความร้อน ไทเทเนียมและไทเทเนียมอัลลอยด์มีความแข็งแรงจำเพาะและความต้านทานการกัดกร่อนที่ดีเยี่ยม และใช้ในส่วนประกอบสำคัญใน-สาขาที่มีความแม่นยำสูง เช่น การใช้งานด้านการบินและอวกาศและทางการแพทย์
พลาสติกวิศวกรรมและวัสดุคอมโพสิตมีการใช้งานเพิ่มขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา พลาสติกวิศวกรรม เช่น ไนลอนและโพลีออกซีเมทิลีน (POM) มีคุณสมบัติ-หล่อลื่นได้ในตัว เสียงต่ำ- และน้ำหนักเบา ทำให้เหมาะสำหรับส่วนประกอบส่งผ่านน้ำหนักที่เบา- และบุชชิ่งที่ต้านทานการสึกหรอ- คอมโพสิตเสริมคาร์บอนไฟเบอร์ผสมผสานความแข็งแกร่งจำเพาะสูงและความแข็งแกร่งสูง และใช้ในอุปกรณ์ระดับไฮเอนด์-เพื่อการลดน้ำหนักและปรับปรุงประสิทธิภาพไดนามิก อย่างไรก็ตาม ความต้านทานต่ออุณหภูมิและสภาพอากาศค่อนข้างจำกัด ทำให้ต้องมีการประเมินสภาพการทำงานอย่างครอบคลุมเมื่อเลือก
การเลือกใช้วัสดุต้องพิจารณาคุณสมบัติทางกล การปรับตัวต่อสิ่งแวดล้อม เทคโนโลยีการประมวลผล และเศรษฐศาสตร์อย่างครอบคลุม ในระหว่างขั้นตอนการออกแบบและการผลิต ควรพิจารณาประเภทของโหลด อุณหภูมิในการทำงาน ตัวกลางในการสัมผัส และข้อกำหนดด้านความแม่นยำของส่วนประกอบ ตลอดจนข้อกำหนดการจ่ายวัสดุและคุณลักษณะการรักษาความร้อน เพื่อการจับคู่ ประสิทธิภาพการบริการระยะยาว-ควรได้รับการตรวจสอบผ่านการทดสอบ การเลือกใช้วัสดุทางวิทยาศาสตร์ไม่เพียงแต่ช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพของส่วนประกอบเท่านั้น แต่ยังช่วยลดต้นทุนการบำรุงรักษาและยืดอายุการใช้งานโดยรวมของอุปกรณ์อีกด้วย ดังนั้นจึงมีความสำคัญพื้นฐานและเด็ดขาดในการออกแบบและการผลิตเครื่องจักรกล
