一個機械設計得再巧妙，如果材料選錯了，輕則性能不達標，重則發(fā)生嚴重故障。材料選擇是機械設計中至關重要的一環(huán)，直接關系到產(chǎn)品的壽命、性能和成本。

選材需要考慮哪些因素？

力學性能： 這是最基本的要求。

強度： 材料能承受多大的力而不發(fā)生破壞？吊機的吊鉤必須用高強度合金鋼。

硬度： 材料抵抗表面被劃傷或壓入的能力。齒輪的表面需要高硬度以保證耐磨。

塑性： 材料變形而不斷裂的能力。汽車前部的防撞梁需要良好的塑性來吸收沖擊能量。

物理/化學性能：

耐腐蝕性： 用于船舶或化工設備的材料必須能抵抗海水或化學介質的腐蝕，常選用不銹鋼、鋁合金或特種塑料。

密度： 對于需要減重的場合（如航空航天），密度小的鋁合金、鈦合金或復合材料是首選。

耐高溫性： 發(fā)動機葉片需要能在上千度的高溫下保持強度。

工藝性能：

這個材料好不好加工？是適合鑄造、鍛造還是焊接？設計時必須考慮制造工藝，否則可能無法生產(chǎn)。

成本：

永遠不能忽視成本。在滿足所有性能要求的前提下，優(yōu)先選擇常見、易得、價格低的材料。

一個簡單的例子：
設計一個齒輪。

常見情況： 選用45號鋼，進行調質處理以提高綜合力學性能，齒面再進行高頻淬火以提高表面硬度和耐磨性。

需要減重/防銹： 可選用2Cr13不銹鋼。

輕載、無油環(huán)境： 甚至可以選擇尼龍（MC901）等工程塑料，成本低、噪音小、自潤滑。

材料是設計的物質基礎。優(yōu)秀的機械設計師不僅是畫圖高手，更是一位精通材料特性的“材料學家”，懂得如何讓合適的材料在合適的位置發(fā)揮的價值。