机械零件都有哪些常用材料及选择要求

机械零件是指组成机器的不可拆分的基本单元，如螺栓、螺钉、键、带、齿轮、轴、弹簧、销等。机械零件分为通用零件和专用零件。通用零件是指能在各种机器中广泛使用的零件，专用零件是指只能在某一类特定的机器中使用的零件。

一、机械零件常用材料

　　机械零件的材料有金属材料、非金属材料和复合材料。

　　金属材料分为黑色金属材料和有色金属材料。黑色金属材料包括各种钢、铸钢和铸铁，具有较好的力学性能(如强度、塑性、韧性等)，价格相对便宜且容易获得，而且能满足多种性能和用途的要求。在各类黑色金属中，由于合金钢的性能优良，因而常常用来制造重要的零件。有色金属材料包括铜合金、铝合金、轴承合金等，具有密度小、导热和导电性能好等优点，通常还可用于有减摩、耐磨及耐腐蚀要求的场合。

　　非金属材料指塑料、橡胶、合成纤维等高分子材料及陶瓷等。高分子材料有许多优点，如原料丰富、密度小，在适当的温度范围内有很好的弹性，耐腐蚀性好等。其主要缺点是容易老化，其中不少材料阻燃性差，总体上讲，耐热性不好。陶瓷材料的主要特点是硬度极高、耐磨、耐腐蚀、熔点高、刚度大以及密度比钢铁小等。目前，陶瓷材料已应用于密封件、滚动轴承和切削刀具等结构中。其主要缺点是比较脆，断裂韧度低，价格昂贵，加工工艺性差等。

　　复合材料是指用两种或两种以上具有明显不同的物理和力学性能的材料经复合工艺处理而得到所需性能的一种新型材料。例如用玻璃、石墨(碳)、硼、塑料等非金属材料可以复合成各种纤维增强复合材料。在普通碳素钢板表面贴附塑料，可以获得强度高而又耐腐蚀的塑料复合钢板，主要优点是有较高的强度和弹性模量，而质量又特别小，但也有耐热性差、导热和导电性能较差的缺点。此外，复合材料的价格比较贵。所以目前复合材料主要用于航空、航天等高科技领域，在民用产品中，复合材料也有一些应用。

　　二、机械零件材料选择原则

　　从各种各样的材料中选择出适用的材料，是一项受多方面因素所制约的工作。机械零件常用的材料有钢、铸铁、有色金属和非金属等，常用材料的牌号、性能及热处理知识可查阅机械设计手册。在机械设计中选择材料是一个重要环节。随着材料科学的不断发展，机械制造业对零件的要求在提高。因此，设计者在选择材料时，应充分了解材料的性能和适用条件，并考虑零件的使用、工艺和经济性等要求。下面就金属材料(主要是钢铁)的一般选用原则作一简介。

　　选择机械零件材料的原则是：所需材料应满足零件的使用要求，有良好的工艺性和经济性等。

　　1、使用要求

　　机械零件的使用要求表现为以下几点：

　　(1)零件的工作状况和受载情况，以及为避免相应的失效形式而提出的要求工作状况是指零件所处的环境特点、工作温度、摩擦和磨损的程度等。在湿热环境或腐蚀介质中工作的零件，其材料应有良好的缓蚀和耐腐蚀的能力，例如选用不锈钢、铜合金等。

　　工作温度对材料选择的影响，一方面要考虑互相配合的两零件的材料的线胀系数不能相差过大，以免在温度变化时产生过大的热应力或者使配合松动;另一方面也要考虑材料的力学性能随温度而改变的情况。在滑动摩擦下工作的零件，要提高其表面硬度，以增强耐磨性，应选择适于进行表面处理的淬火钢、渗碳钢、氮化钢等品种或选用减摩和耐磨性能好的材料。