Mehānisko detaļu veiktspēja lielā mērā ir atkarīga no izvēlēto materiālu fizikālo, ķīmisko un mehānisko īpašību saderības ar to ekspluatācijas apstākļiem. Dažādiem materiāliem ir unikālas īpašības attiecībā uz izturību, cietību, nodilumizturību, izturību pret koroziju, karstumizturību un apstrādājamību. Atbilstoša izvēle ir priekšnoteikums, lai nodrošinātu detaļu uzticamību un kalpošanas laiku. Rūpniecības jomā izplatītākie materiāli mehāniskajām daļām galvenokārt ir oglekļa tērauds, leģētais tērauds, nerūsējošais tērauds, krāsainie metāli un to sakausējumi, inženiertehniskā plastmasa un kompozītmateriāli. Tos plaši izmanto, pamatojoties uz funkcionālajām prasībām un darbības vidi.
Oglekļa tērauds ir visvienkāršākais mehānisko detaļu materiāls, kam ir laba apstrādājamība un noteikta izturība. Tas ir piemērots lietošanai ar mērenām slodzēm un zemām prasībām pret koroziju, piemēram, parastiem stiprinājumiem, kronšteiniem un zema ātruma{1}}pārvades sastāvdaļām. Tas ir zemas izmaksas un plaši pieejams, taču tas ir pakļauts rūsēšanai mitrā vai korozīvā vidē, un bieži vien ir nepieciešama virsmas aizsardzība.
Leģētais tērauds, kas izgatavots, pievienojot oglekļa tēraudam leģējošus elementus, piemēram, hromu, molibdēnu, niķeli un mangānu, ievērojami uzlabo tā izturību, stingrību, nodilumizturību un karstumizturību. To plaši izmanto tādu detaļu ražošanā, kas pakļautas lielai slodzei, triecieniem vai augstai temperatūrai, piemēram, zobratu, vārpstu, atsperu un augstas stiprības skrūvju ražošanā. Dažādu sakausējuma elementu proporcijas var izmantot, lai īpaši optimizētu noteiktas īpašības; piemēram, hroms uzlabo rūdāmību un izturību pret koroziju, bet molibdēns uzlabo izturību pret augstu temperatūru un šļūdes izturību.
Nerūsējošais tērauds izmanto hromu kā galveno sakausējuma elementu. Kad hroma saturs sasniedz aptuveni 10,5% vai vairāk, uz virsmas var veidoties blīva oksīda plēve, kas nodrošina materiāla izcilu izturību pret koroziju. Austenīta nerūsējošais tērauds (piemēram, 304 un 316) bieži tiek izmantots pārtikas iekārtās, ķīmiskajās iekārtās un jūras vides detaļās, jo tam ir laba plastika un izturība pret koroziju. Martensīta nerūsējošais tērauds var sasniegt lielāku izturību un cietību, izmantojot termisko apstrādi, tāpēc tas ir piemērots griezējinstrumentu, gultņu un nodilumizturīgu detaļu ražošanai.
Krāsainie metāli un to sakausējumi bieži tiek izmantoti mehāniskās daļās lietojumos ar īpašām veiktspējas prasībām. Alumīnijam un alumīnija sakausējumiem ir zems blīvums un laba siltumvadītspēja, tāpēc tie ir piemēroti vieglām konstrukcijām un siltuma izkliedes komponentiem. Vara un vara sakausējumiem ir lieliska elektriskā un siltumvadītspēja, kas parasti sastopama elektriskajos kontaktos un siltummaiņos. Titānam un titāna sakausējumiem ir lieliska īpatnējā izturība un izturība pret koroziju, un tos izmanto galvenajos komponentos augstas-precizitātes jomās, piemēram, aviācijā un medicīnā.
Inženierplastmasu un kompozītmateriālu izmantošana pēdējos gados ir pieaugusi. Tehniskajām plastmasām, piemēram, neilonam un polioksimetilēnam (POM), piemīt pašeļļojošas, zems{2}trokšņa un vieglas īpašības, tādēļ tās ir piemērotas vieglām-slodzes transmisijas sastāvdaļām un nodilumizturīgām buksēm. Ar oglekļa šķiedru pastiprināti kompozītmateriāli apvieno augstu īpatnējo izturību un augstu stingrību, un tos izmanto augstākās klases iekārtās, lai samazinātu svaru un uzlabotu dinamisko veiktspēju. Tomēr to temperatūras un laikapstākļu noturība ir salīdzinoši ierobežota, tāpēc, izvēloties tos, ir nepieciešams vispusīgi novērtēt darbības apstākļus.
Izvēloties materiālu, vispusīgi jāņem vērā mehāniskās īpašības, pielāgošanās spēja videi, apstrādes tehnoloģija un ekonomika. Projektēšanas un ražošanas posmā ir jāņem vērā slodzes veids, darba temperatūra, saskares vide un komponentu precizitātes prasības, kā arī materiāla piegādes specifikācijas un termiskās apstrādes raksturlielumi, lai nodrošinātu atbilstību. Ilgtermiņa pakalpojumu veiktspēja-jāpārbauda, veicot testēšanu. Zinātniskā materiālu izvēle var ne tikai uzlabot komponentu veiktspēju, bet arī samazināt uzturēšanas izmaksas un pagarināt iekārtu kopējo kalpošanas laiku. Tāpēc tai ir fundamentāla un izšķiroša nozīme mehāniskajā projektēšanā un ražošanā.
