Ydeevnen af mekaniske dele afhænger i høj grad af kompatibiliteten af de fysiske, kemiske og mekaniske egenskaber af de valgte materialer med deres driftsbetingelser. Forskellige materialer har unikke egenskaber med hensyn til styrke, hårdhed, slidstyrke, korrosionsbestandighed, varmebestandighed og bearbejdelighed. Passende valg er en forudsætning for at sikre komponenternes pålidelighed og levetid. På det industrielle område omfatter almindelige materialer til mekaniske dele hovedsageligt kulstofstål, legeret stål, rustfrit stål, ikke-jernholdige metaller og deres legeringer, ingeniørplast og kompositmaterialer. De er meget udbredt baseret på funktionelle krav og driftsmiljøer.
Kulstofstål er det mest basale materiale til mekaniske dele, med god bearbejdelighed og en vis styrke. Den er velegnet til applikationer med moderate belastninger og lave krav til korrosionsbestandighed, såsom almindelige fastgørelsesanordninger, beslag og transmissionskomponenter med lav-hastighed. Det er lavt i omkostninger og bredt tilgængeligt, men det er tilbøjeligt til at ruste i fugtige eller korrosive miljøer, hvilket ofte kræver overfladebeskyttelsesbehandling.
Legeret stål, fremstillet ved at tilføje legeringselementer såsom krom, molybdæn, nikkel og mangan til kulstofstål, forbedrer dets styrke, sejhed, slidstyrke og varmebestandighed markant. Det bruges i vid udstrækning til fremstilling af dele, der udsættes for høje belastninger, stød eller høje temperaturer, såsom gear, aksler, fjedre og høj-bolte. Proportionerne af forskellige legeringselementer kan bruges til specifikt at optimere visse egenskaber; for eksempel forbedrer chrom hærdeevne og korrosionsbestandighed, mens molybdæn forbedrer høj-temperaturstyrke og krybemodstand.
Rustfrit stål bruger krom som dets vigtigste legeringselement. Når kromindholdet når cirka 10,5 % eller højere, kan der dannes en tæt oxidfilm på overfladen, hvilket giver materialet fremragende korrosionsbestandighed. Austenitisk rustfrit stål (såsom 304 og 316) bruges ofte i fødevaremaskiner, kemisk udstyr og havmiljødele på grund af dets gode plasticitet og korrosionsbestandighed. Martensitisk rustfrit stål kan opnå højere styrke og hårdhed gennem varmebehandling, hvilket gør det velegnet til fremstilling af skærende værktøjer, lejer og slidbestandige dele.
Ikke-jernholdige metaller og deres legeringer bruges ofte i mekaniske dele til applikationer med særlige ydeevnekrav. Aluminium og aluminiumslegeringer har lav densitet og god varmeledningsevne, hvilket gør dem velegnede til lette strukturer og varmeafledningskomponenter. Kobber og kobberlegeringer har fremragende elektrisk og termisk ledningsevne, der almindeligvis findes i elektriske kontakter og varmevekslere. Titanium og titanlegeringer har fremragende specifik styrke og korrosionsbestandighed og bruges i nøglekomponenter inden for områder med høj-præcision, såsom rumfart og medicinske applikationer.
Teknisk plast og kompositmaterialer har oplevet stigende anvendelse i de senere år. Teknisk plast som nylon og polyoxymethylen (POM) har selv-smørende, lav-støj og letvægtsegenskaber, hvilket gør dem velegnede til let-belastningstransmissionskomponenter og slidbestandige-bøsninger. Kulfiberforstærkede kompositter kombinerer høj specifik styrke og høj stivhed og bruges i high-udstyr til vægtreduktion og forbedret dynamisk ydeevne. Imidlertid er deres temperatur- og vejrbestandighed relativt begrænset, hvilket kræver en omfattende evaluering af driftsbetingelserne, når de vælges.
Materialevalg skal udførligt tage højde for mekaniske egenskaber, miljøtilpasningsevne, forarbejdningsteknologi og økonomi. Under design- og fremstillingsstadierne bør belastningstypen, driftstemperaturen, kontaktmediet og præcisionskravene for komponenterne tages i betragtning, sammen med materialets forsyningsspecifikationer og varmebehandlingsegenskaber, for at matche dem. Langsigtet-tjenesteydelse bør verificeres gennem test. Videnskabeligt materialevalg kan ikke kun forbedre komponenternes ydeevne, men også reducere vedligeholdelsesomkostningerne og forlænge udstyrets samlede levetid. Derfor har det en grundlæggende og afgørende betydning i mekanisk design og fremstilling.
