Výkon mechanických částí do značné míry závisí na kompatibilitě fyzikálních, chemických a mechanických vlastností vybraných materiálů s jejich provozními podmínkami. Různé materiály mají jedinečné vlastnosti, pokud jde o pevnost, tvrdost, odolnost proti opotřebení, odolnost proti korozi, tepelnou odolnost a obrobitelnost. Předpokladem pro zajištění spolehlivosti a životnosti dílů je vhodný výběr. V průmyslové oblasti patří mezi běžné materiály pro mechanické díly především uhlíková ocel, legovaná ocel, nerezová ocel, neželezné kovy a jejich slitiny, technické plasty a kompozitní materiály. Jsou široce používány na základě funkčních požadavků a provozních prostředí.
Uhlíková ocel je nejzákladnějším materiálem pro mechanické díly, má dobrou obrobitelnost a určitou pevnost. Je vhodný pro aplikace s mírným zatížením a nízkými požadavky na odolnost proti korozi, jako jsou běžné spojovací prvky, držáky a nízkorychlostní převodovky. Má nízkou cenu a je široce dostupný, ale je náchylný k rezivění ve vlhkém nebo korozivním prostředí, což často vyžaduje povrchovou ochranu.
Legovaná ocel vyrobená přidáním legujících prvků, jako je chrom, molybden, nikl a mangan do uhlíkové oceli, výrazně zlepšuje její pevnost, houževnatost, odolnost proti opotřebení a tepelnou odolnost. Je široce používán při výrobě dílů vystavených vysokému zatížení, nárazům nebo vysokým teplotám, jako jsou ozubená kola, hřídele, pružiny a šrouby s vysokou-pevností. Poměry různých legujících prvků lze použít ke specifické optimalizaci určitých vlastností; například chrom zlepšuje kalitelnost a odolnost proti korozi, zatímco molybden zvyšuje pevnost při vysokých-teplotách a odolnost proti tečení.
Nerezová ocel používá jako hlavní legující prvek chrom. Když obsah chrómu dosáhne přibližně 10,5 % nebo více, může se na povrchu vytvořit hustý oxidový film, který dává materiálu vynikající odolnost proti korozi. Austenitická nerezová ocel (jako 304 a 316) se často používá v potravinářských strojích, chemických zařízeních a součástech pro mořské prostředí díky své dobré plasticitě a odolnosti proti korozi. Martenzitická nerezová ocel může dosáhnout vyšší pevnosti a tvrdosti tepelným zpracováním, takže je vhodná pro výrobu řezných nástrojů, ložisek a dílů odolných proti opotřebení-.
Neželezné kovy a jejich slitiny se často používají v mechanických součástech pro aplikace se speciálními požadavky na výkon. Hliník a slitiny hliníku mají nízkou hustotu a dobrou tepelnou vodivost, díky čemuž jsou vhodné pro lehké konstrukce a komponenty pro odvod tepla. Měď a slitiny mědi mají vynikající elektrickou a tepelnou vodivost, běžně se vyskytující v elektrických kontaktech a výměnících tepla. Titan a slitiny titanu mají vynikající specifickou pevnost a odolnost proti korozi a používají se v klíčových součástech ve vysoce přesných -oborech, jako je letectví a lékařství.
Technické plasty a kompozitní materiály zaznamenaly v posledních letech rostoucí uplatnění. Technické plasty, jako je nylon a polyoxymethylen (POM), se vyznačují samomazacími vlastnostmi, nízkou-hlučností a nízkou hmotností, díky čemuž jsou vhodné pro lehké-komponenty přenosu zatížení a pouzdra odolná proti opotřebení-. Kompozity vyztužené uhlíkovými vlákny kombinují vysokou specifickou pevnost a vysokou tuhost a používají se ve špičkových -zařízeních pro snížení hmotnosti a zlepšení dynamického výkonu. Jejich teplotní a povětrnostní odolnost je však poměrně omezená, což vyžaduje komplexní zhodnocení provozních podmínek při jejich výběru.
Výběr materiálu musí komplexně zohledňovat mechanické vlastnosti, přizpůsobivost prostředí, technologii zpracování a ekonomiku. Během fází návrhu a výroby je třeba zvážit typ zatížení, provozní teplotu, kontaktní médium a požadavky na přesnost komponent, spolu se specifikacemi dodávky materiálu a charakteristikami tepelného zpracování, aby bylo možné sladit. Dlouhodobý-výkon služby by měl být ověřen testováním. Vědecký výběr materiálů může nejen zlepšit výkon součástí, ale také snížit náklady na údržbu a prodloužit celkovou životnost zařízení. Proto má zásadní a rozhodující význam ve strojírenství a výrobě.
