Izvedba mehaničkih dijelova uvelike ovisi o kompatibilnosti fizičkih, kemijskih i mehaničkih svojstava odabranih materijala s njihovim uvjetima rada. Različiti materijali imaju jedinstvene karakteristike u smislu čvrstoće, tvrdoće, otpornosti na trošenje, otpornosti na koroziju, otpornosti na toplinu i obradivosti. Odgovarajući odabir preduvjet je za osiguranje pouzdanosti i vijeka trajanja dijelova. U industrijskom području uobičajeni materijali za mehaničke dijelove uglavnom uključuju ugljični čelik, legirani čelik, nehrđajući čelik, ne-željezne metale i njihove legure, inženjersku plastiku i kompozitne materijale. Naširoko se koriste na temelju funkcionalnih zahtjeva i radnih okruženja.
Ugljični čelik je najosnovniji materijal za mehaničke dijelove, koji posjeduje dobru obradivost i određenu čvrstoću. Prikladan je za primjene s umjerenim opterećenjima i zahtjevima niske otpornosti na koroziju, kao što su obični pričvršćivači, nosači i komponente prijenosa male-brzine. Niske je cijene i široko dostupan, ali je sklon hrđanju u vlažnim ili korozivnim okruženjima, što često zahtijeva površinsku zaštitu.
Legirani čelik, izrađen dodavanjem legirajućih elemenata kao što su krom, molibden, nikal i mangan ugljičnom čeliku, značajno poboljšava njegovu čvrstoću, žilavost, otpornost na trošenje i otpornost na toplinu. Naširoko se koristi u proizvodnji dijelova koji su izloženi velikim opterećenjima, udarcima ili visokim temperaturama, kao što su zupčanici, osovine, opruge i-vijci visoke čvrstoće. Omjeri različitih legirajućih elemenata mogu se koristiti za specifično optimiziranje određenih svojstava; na primjer, krom poboljšava kaljivost i otpornost na koroziju, dok molibden povećava čvrstoću na visokim-temperaturama i otpornost na puzanje.
Nehrđajući čelik koristi krom kao glavni legirajući element. Kada sadržaj kroma dosegne približno 10,5% ili više, na površini se može formirati gusti oksidni film, dajući materijalu izvrsnu otpornost na koroziju. Austenitni nehrđajući čelik (kao što su 304 i 316) često se koristi u strojevima za hranu, kemijskoj opremi i dijelovima morskog okoliša zbog svoje dobre plastičnosti i otpornosti na koroziju. Martenzitni nehrđajući čelik može postići veću čvrstoću i tvrdoću toplinskom obradom, što ga čini prikladnim za proizvodnju alata za rezanje, ležajeva i-dijelova otpornih na trošenje.
Obojeni metali i njihove legure često se koriste u mehaničkim dijelovima za aplikacije s posebnim zahtjevima za performanse. Aluminij i aluminijske legure imaju nisku gustoću i dobru toplinsku vodljivost, što ih čini prikladnima za lagane konstrukcije i komponente za odvođenje topline. Bakar i bakrene legure imaju izvrsnu električnu i toplinsku vodljivost, često se nalaze u električnim kontaktima i izmjenjivačima topline. Titan i legure titana posjeduju izvrsnu specifičnu čvrstoću i otpornost na koroziju i koriste se u ključnim komponentama u visoko-preciznim poljima kao što su zrakoplovne i medicinske primjene.
Inženjerska plastika i kompozitni materijali posljednjih godina imaju sve veću primjenu. Inženjerska plastika kao što su najlon i polioksimetilen (POM) posjeduje svojstva samo-podmazivanja, nisku-buku i laganu težinu, što ih čini prikladnima za komponente prijenosa-opterećenja i-čahure otporne na habanje. Kompoziti ojačani ugljičnim vlaknima kombiniraju visoku specifičnu čvrstoću i visoku krutost te se koriste u vrhunskoj-opremi za smanjenje težine i poboljšane dinamičke performanse. Međutim, njihova otpornost na temperaturu i vremenske uvjete relativno je ograničena, što zahtijeva sveobuhvatnu procjenu radnih uvjeta pri njihovom odabiru.
Odabir materijala mora sveobuhvatno uzeti u obzir mehanička svojstva, prilagodljivost okolišu, tehnologiju obrade i ekonomiju. Tijekom faza projektiranja i proizvodnje potrebno je razmotriti vrstu opterećenja, radnu temperaturu, kontaktni medij i zahtjeve za preciznošću komponenti, zajedno sa specifikacijama opskrbe materijala i karakteristikama toplinske obrade radi usklađivanja. Dugoročne-učinke usluge treba provjeriti testiranjem. Odabir znanstvenog materijala ne samo da može poboljšati performanse komponenti, već i smanjiti troškove održavanja i produžiti cjelokupni vijek trajanja opreme. Stoga ima temeljno i odlučujuće značenje u strojarskom dizajnu i proizvodnji.
