机械工程材料分类：
1、金属材料。
1）、黑色金属：铸铁和钢。低价、加工性好、热处理表现出多种多样的性质变化、易于循环利用。
2）、有色金属：铝、铜；
2、非金属材料。橡胶、塑料、陶瓷。
一、铸铁
铸铁和钢都是铁碳合金，它们的区别主要在于含碳量的不同。含碳量小于2％的铁碳合金称为钢，含碳量大于2％的称为铸铁。
铸铁具有适当的易熔性，良好的液态流动性，因而可铸成形状复杂的零件。此外，它的减震性、耐磨性、切削性（指灰铸铁）均较好且成本低廉，因此在机械制造中应用甚广。
1、铸铁性能（与钢相比）
1）、强度、塑性低（石墨对基体有割裂作用）；
2）、抗压强度不低；
）、减震性好（机器运动时，有减震性好）；
4）、耐磨性好（碳含量高，硬度高，石墨：软，可作为润滑剂）；
5）、加工性好；
6）、成本低；
2、铸铁分类
1）、灰口铸铁：碳以片状石墨形式存在，断口呈暗灰色；
2）、可锻铸铁：团絮状石墨，塑性很低，不能锻造，只有钢能锻造，铸铁不能锻造，经过两个生产过程制得的，首先制得白口铁铸件，然后再经石墨化退火而最终制得可锻铸铁；
）、球墨铸铁：球状石墨；
4）、白口铸铁：一般液体铁水冷却下来，发生石墨化，变成石墨，若冷的太快，变不成石墨，而是作为渗碳体保存下来，白口铸铁很硬，没有用，要避免出现；
5）、合金铸铁：在铸铁中加入数量不等的合金元素，从而改善铸铁的物理、化学和力学性能，如耐磨性、耐蚀性和耐热性。
、灰口铸铁
性能：片状石墨对基体的分割作用，和引起应力集中效应，故其抗拉强度远低于钢，其强度、塑性低。铸造性能好(灰铸铁含碳量高，熔点比钢低)，成本最低（冷却下来后直接就可得到）。
常用热处理：
1）、去应力退火：加工前进行，人工时效处理；
2）、高温退火：降低硬度，使渗碳体分解成铁和石墨；
）、表面淬火：提高表面耐磨性。
牌号：HT，HT，HT，HT，HT00，HT50
（HT：灰铁的汉语拼音首字母，代表抗拉强度值）
4、球墨铸铁。液体铁水经过球化处理，石墨呈球状分布于基体中。
性能：强度、塑性高（与灰口铸铁相比）
1）、退火：降低应力，表面白口铸铁消除，变成灰口铸铁或球墨；
2）、正火：得到以珠光体为主的基体组织；
）、淬火＋回火：得到回火马氏体、回火托氏体或回火索氏体组织；
牌号：QT－18，QT－15，QT－10，QT－7，QT－，
（QT：球铁的汉语拼音首字母，代表最低抗拉强度值，7代表最低延伸率值）
二、钢
钢具有高的强度、韧性和塑性，并可用热处理方法改善其力学性能和加工性能。
钢制零件的毛坯可用锻造、冲压、焊接或铸造等方法取得，因此其应用极为广泛。
按照化学成分，钢又可分为碳素钢和合金钢。
1、碳素钢。简称碳钢，由于钢碳钢具有较好的力学性能和工艺性能，并且产量大，价格较低，使它成为机械工程上应用最广泛的金属材料。
按碳含量的多少分为：
低碳钢：Wc≤0.
中碳钢：Wc＝0.％～0.6％
高碳钢：Wc0.6％
碳素钢的性质主要取决于含碳量，含碳量越高则钢的强度越高，但塑性越低。
低碳钢：塑性、韧性好，大型支架结构、桥梁。
中碳钢：综合机械性能好，受力复杂的机器零件。
高碳钢：硬度高，工具、耐磨零件。
2、合金钢。为了改善和提高碳钢的性能或使之获得某些特殊性能，在碳钢的基础上，特意的加入某些合金元素而得到的多元的以铁为基的合金。
合金钢的优良性能不仅取决于化学成分，而且在更大程度上取决于适当的热处理。
按用途分：
a、结构钢：大型结构和机器零件；
b、工具钢：工具、模具、量具；
c、特殊性能钢：不锈钢、耐热钢、耐磨钢。
按质量分
a、普通钢；
b、优质钢；
c、高级优质钢。
三、结构钢
1、普通碳素结构钢：碳含量是在0.06％～0.8％，杂质比较多，但价格便宜，成本低，适用于要求不高的机械零件和工程构件。
2、普通合金结构钢。
1）、成分特点：低碳（C％0.2％）、低合金、＋Mn（以Mn为主加元素，因为锰的资源丰富，强化铁素体的效果明显，能降低钢的冷脆温度，另外，加锰后还使组织中的珠光体含量增加，以而进一步提高强度）。
2）、性能：
a：塑性、韧性好（低碳）；
b：强度高（与没加合金元素的低碳钢相比，高0％～50％，但不要与45＃钢相比）；
c：焊接性好（焊接最麻烦的是断裂，应力大，但是塑性、韧性好的材料不易开裂）；
d：大型结构、桥梁（不易断裂，有以上特点，价格也低，工艺很成熟）。
、优质碳素结构钢。
硫、磷含量较低，非金属夹杂物也较少，强度、塑性、韧性均比普通碳素结构钢好，常用于制造较重要的零件。应用最广泛的是45钢（也被称为外能钢），经调质处理后，可获得良好的综合力学性能。
4、渗碳钢。
成分特点：低碳（碳含量很低，属于低碳钢）。
作用：强化和提高淬透性。
性能：心部韧性好，表面硬度特别高。
应用：受冲击同时要表面高硬度、高耐磨性的零件。
5、调质钢。
淬火＋高温回火后获得综合机械性能，即强度与韧性的配合。
为提高某些部位耐磨性，通常要局部高频淬火或表面氮化；需提高表面疲劳抗力，有时要进行喷丸处理。
应用：受力复杂的重要零件，最普通的调质钢为5，40，45，但由于热处理后变形大，实际都加合金元素，随合金量增加强度增加，顺序为40→40Cr→40CrNi→40CrNiMo
5CrMo，调质后，具有高的静强度、冲击韧度和较高的疲劳强度。
42CrMo，与5CrMo性能相近，强度和淬透性更好。
6、弹簧钢。
碳含量：0.6％～0.9％。
淬火＋中温回火，获得高弹性和高韧性，通常需要进行喷丸处理获得表面压应力。
最普通弹簧钢是Mn系列和Cr系列
Mn系列选择原则65Mn→60Si2Mn→55SiMnMoVNb
Cr系列选择原则50CrMn→50CrV→50CrMnV
弹簧有大有小，制作方式也不一样，主要有两种：冷成型和热成型。
高碳钢如65，70，85，经热处理和冷拔硬化后，可得较高强度和适当韧性塑性，淬透性差只适用较小尺寸弹簧。
65Mn，热处理后，综合性能优于碳钢。
60Si2Mn，Si与Mn提高弹性极限、屈强比、淬透性和抗松弛稳定性。
7、滚动轴承钢
有高而均匀的硬度、提高耐磨性。
有高的接触疲劳强度和弹性极限。
四、铝
铝是有色金属中最常见的材料。它因具有铁系金属材料所没有的各种特点而被广泛使用。
特点：
1、轻而结实。
比重小(2.7g/cm），重量仅为钢材的约三分之一。另一方面，强度为一般结构用钢材的70%左右。因此，铝是“比强度”（单位重量的强度）较高的材料。
2、不易生锈。
铝具有表面始终覆盖一层非常薄的氧化皮膜的性质。它如同保护膜的作用，而腐蚀很难发展到比氧化皮膜还深的程度。因此无需进行防锈涂装和镀敷。
、易于加工。铝的“屈服点”较低，且“延展性能”好，因此是适合塑性加工的材料。熔点低，流动性好，因此还适合锻造。此外还容易进行切削加工，并能够进行焊接。
4、导电性、导热性强。
铝是“热传导率”较高的材料。因此被用于空调或发动机冷却水用的散热器等。另外，导电性能好，重量轻，因此还被用作输电线材料。
5、强度较低。
不适合齿轮那样要求有强度的零件。
6、在有的条件下会发生腐蚀。
有时会在接触多盐的环境或异种金属时发生腐蚀。因此要想避免腐蚀则需要氧化铝膜处理等。
7、线性膨胀系数较大。
铝的线性膨胀系数接近铁系材料的2倍。因此会产生较大热应力，当被用作反复加热和冷却的零件时，有可能会因热疲劳而发生破损。
8、没有疲劳极限。
由于铝没有该“疲劳极限”，因此在设计时需要比较使用中产生的变动应力和SN线图等，确认在所设想的产品使用寿命中，即使龟裂加剧是否也不会有强度问题。
分类：
铝材被大致分为“变形铝合金”和“铸造铝合金”。“变形铝合金”是为了利用塑性变形进行加工的材料。而“铸造铝合金”顾名思义是适用于铸造的铝。
五、铜合金
特点：
1、电阻小（导电性良好）；
2、热的传导性良好；
、钎焊性良好；
4、耐腐蚀性良好；
5、具有耐摩损性的合金；
6、具有高韧性、弹簧特性的合金；
7、具有良好的塑性和液态流动性；
8、青铜合金还具有良好的减摩性和抗腐蚀性。
分类：
1、青铜：含锡青铜、不含锡青铜。
2、黄铜：铜锌合金，并含有少量的锰、铝、镍。
、轴承合金（巴氏合金）。
六、塑料
塑料的比重小，易于制成形状复杂的零件，而且各种不同塑料具有不同的特点，如耐蚀性、绝热性、绝缘性、减摩性、摩擦系数大等，所以近年来在机械制造中其应用日益广泛。
1、MC尼龙。
优点：机械强度、耐磨损性出色。加工性也出色，但比聚甲醛的加工难度大。
缺点：吸水性强，故尺寸稳定性较差。
用途：通用的工程塑料材质。齿轮、轴承、滑轮、耐磨损用品。
2、聚甲醛(POM)。
优点：机械强度、耐疲劳性、加工性出色。吸水性低，尺寸稳定性也出色。
缺点：耐热性、耐磨损性比MC尼龙差。
用途：通用的工程塑料材质。车轮、滚轮、齿轮、箱体、弹簧、螺钉。
、超高分子量聚乙烯。
优点：轻量。耐磨损性、滑动特性出色。
缺点：容易弯曲，不适合精密零件。柔软，加工性较差。
用途：搬运滚轮、导轨。
4、酚醛塑料。
优点：纸系，价格便宜。布系的强度好。加工性出色，但切削时粉尘会飞散。
缺点：吸水会发生弯曲，绝缘性也会发生变化。
用途：配电盘和控制盘、断路器等绝缘盘及其他耐热用途。
5、环氧树脂玻璃。
优点：耐热性、耐湿性、绝缘性出色。与酚醛塑料相比，尺寸变化也少，绝缘性高。
缺点：加工性较差，沿着积层方向开孔、切割等加工会导致发生裂纹。
用途：绝缘板。
6、PEEK
优点：耐热性、绝缘性、尺寸稳定性、耐药品性、对摩擦的磨损性、加工性出色。(超级工程塑料)。
缺点：价格高。加工时比MC尼龙硬，所以在铣刀脱落方向上可能有欠缺。
用途：机器人零件、热水泵零件、航空机用连接器、激光装置零件、原子能用阀门零件。
七、橡胶
橡胶富于弹性，能吸收较多的冲击能量。常用作联轴器或减震器的弹性元件、带传动的胶带等。硬橡胶可用于制造用水润滑的轴承衬。
天然橡胶是利用橡胶树的树液（乳胶）制造而成。
合成橡胶的原料则是提炼石油时产生的石脑油。
1、天然橡胶。
这是以天然橡胶为主要原料的最像橡胶的材料，通常具有优良的机械强度和回弹性。但是耐候性、耐油性较差。
2、氯丁二烯橡胶。
耐候性、耐热性、耐油性、耐化学药品性等方面的性质较为均衡。用于传送带和防振橡胶。
、丁腈橡胶。
这种橡胶具有优秀的耐油性，同时具有良好的耐磨性。又被称为丙烯腈-丁二烯橡胶。但是耐候性较差。
4、丁基橡胶。
由于其优良的耐候性和气密性，可用于充气轮胎的内胎等用途。
5、乙丙橡胶。
这种橡胶具有极为优秀的耐候性、耐臭氧性，同时具有良好的耐热性。但是请注意，其不具备耐油性。
6、聚氨酯橡胶。
这种橡胶具有优秀的耐磨性，同时具有良好的回弹性、耐油性。但是这种材料不耐热、不耐化学药剂。
7、硅橡胶。
这种橡胶常用作食品用垫圈。一般呈半透明颜色，具有优良的耐寒、耐热性能。但是请注意，这种橡胶在作业时容易产生静电，且撕裂强度较弱。
8、氟橡胶。
具备一般橡胶材料中最优秀的耐热性和耐化学性。请注意，焚烧时可能会产生有毒气体。也被称为Viton橡胶。
八、陶瓷材料
茶碗，瓷砖等通过烧结天然土质原料而成的陶瓷产品在日常生活中经常被使用。
工业机械材料的，都是高纯度天然土质原料，通常称之为精细陶瓷。
特点：
1）、耐热性高；氧化铝:耐热性0?1℃，氧化锆:耐热性0℃。可用于制作隔热零件；
2）、耐磨损性良好(非常硬)；可用于制作超精密驱动部的导引、定位区块、超精密加工用夹具、切刀、高速轴承等；
）、耐腐蚀性良好；可用于制作需要具备耐化学品性的轴承；
4）、重量轻；可用于制作齿轮、夹具等；
5）、不会出现弹性变形；可用于制作高精度的测量工作台、精密加工用夹具等。
6）、脆。在不出现变形的情况下受到破坏。
九、复合材料
复合材料克服了高分子材料和陶瓷材料的不足，综合了各种不同材料的优良性能，具有高的比强度、比刚度、抗疲劳、减振、耐磨性能优良等特点。尤其是金属基复合材料，从力学性能角度看，可能是最理想的机械工程材料。但复合材料价格昂贵，除在航天航空、船舶、武器装备等国防工业中的重要结构件上应用外，在一般的民用工业上应用有限。但应注意的是，随着复合材料的生产成本降低，其应用潜力巨大、前景极其广阔。
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