工程上常用的机械材料主要有什么

在工程领域，机械材料的选择至关重要，它直接关系到机械设备和结构的性能、寿命与可靠性。以下为您详细介绍工程上常用的几类机械材料。

金属材料

1. 碳钢：这是最基本的工程金属材料，含碳量一般在 0.0218% - 2.11%之间。根据含碳量的不同，可分为低碳钢、中碳钢和高碳钢。低碳钢强度较低但塑性和韧性好，常用于制造链条、螺栓等；中碳钢强度和硬度较高，综合力学性能良好，广泛用于制造齿轮、轴等零件；高碳钢硬度高、耐磨性好，常用于制造刀具、弹簧等。

2. 合金钢：为了改善钢的性能，在炼钢过程中特意加入一些合金元素，如铬、镍、钼等。合金钢具有更高的强度、硬度、耐腐蚀性和耐磨性。例如，不锈钢由于含有铬、镍等元素，具有良好的耐腐蚀性，在化工、食品、医疗器械等领域广泛应用；高速钢含有钨、钼、铬、钒等合金元素，具有很高的硬度和热硬性，常用于制造刀具。

3. 铸铁：含碳量大于 2.11%的铁碳合金称为铸铁。它具有良好的铸造性能、切削加工性能和减震性能。灰铸铁是应用最广泛的铸铁材料，其断口呈灰色，具有良好的铸造性能和减震性，常用于制造机床床身、箱体等；球墨铸铁中的石墨呈球状，力学性能接近钢，在一些对强度要求较高的场合得到广泛应用。

非金属材料

1. 高分子材料：包括塑料、橡胶、合成纤维等。塑料具有质轻、绝缘、耐腐蚀等优点，根据受热时的性能变化可分为热塑性和热固性两类。热塑性塑料如聚乙烯、聚氯乙烯等，加工性能好，可多次成型；热固性塑料如酚醛塑料，一旦成型就不能再重塑。橡胶具有高弹性，可分为天然橡胶和合成橡胶，常用于制造轮胎、密封件等。合成纤维如尼龙、涤纶等，具有高强度、耐磨性好等特点，用于制造绳索、织物等。

2. 陶瓷材料：陶瓷是传统的无机非金属材料，具有硬度高、耐高温、耐腐蚀等优点，但韧性和塑性较差。工程陶瓷包括氧化铝陶瓷、氮化硅陶瓷等，在航空航天、机械、电子等领域有广泛应用，如陶瓷刀具、陶瓷轴承等。

复合材料

复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料通过物理或化学方法组合而成的新材料。它具有比强度高、比模量高、耐疲劳等优点。常见的复合材料有纤维增强复合材料，如玻璃纤维增强塑料（玻璃钢），它具有轻质、高强、耐腐蚀等优点，常用于制造船体、汽车零部件等；碳纤维增强复合材料则具有更高的强度和模量，在航空航天领域应用广泛，如飞机机翼、机身等。

其他材料

1. 石墨：具有良好的导电性、导热性和润滑性，在铸造中可用作模具材料，在高温、高压的密封性场合可作为密封材料。

2. 硬质合金：由难熔金属的硬质化合物和粘结金属通过粉末冶金工艺制成，具有硬度高、耐磨性好等特点，常用于制造切削刀具、模具等。

工程上常用的机械材料种类繁多，每种材料都有其独特的性能和适用范围。在实际工程中，需要根据具体的工作条件和要求，综合考虑材料的性能、成本、加工工艺等因素，合理选择机械材料，以确保工程的质量和安全。