1.2　金属材料的选用原则

金属材料的选用同其他各类材料一样，是一个比较复杂的问题，它是各种机械产品设计中极为重要的一环。要生产出高质量的产品，必须从产品的结构设计、选材、生产工艺、生产成本等方面进行综合考虑。

正确、合理选材是保证产品最佳性能、工作寿命、使用安全和经济性的基础。现就金属材料选用的一般原则做以下介绍。

（1）所选用材料必须满足产品零件工作条件的要求　各种机械产品，由于它们的用途、工作条件等的不同，对其组成的零部件也自然有着不同的要求，具体表现在受载大小、形式及性质的不同，受力状态、工作温度、环境介质、摩擦条件等的不同。

在选材时，应根据零件工作条件的不同，具体分析对材料使用性能的不同要求。一般来说，机械零件的失效形式有以下三种：①断裂失效，包括塑性断裂、疲劳断裂、蠕变断裂、低应力脆断、介质加速断裂等；②过量变形失效，主要包括过量的弹性变形和塑性变形失效；③表面损伤失效，如磨损、腐蚀、表面疲劳失效等。

（2）所选材料必须满足产品零件工艺性能的要求　材料工艺性能的好坏，对零件加工的难易程度、生产效率和生产成本等方面都起着十分重要的作用。

金属材料的基本加工方法：包括切削加工、压力加工、铸造、焊接和热处理等。

材料工艺性能的好坏，对单件和小批量生产来说并不显得十分突出，而在批量生产条件下，就明显地反映出它的重要性。例如：批量极大的普通螺钉、螺母对力学性能要求不高，而却要求上自动机床加工时，为了提高生产率，就需要选用切削加工性能优良的钢种（易切削结构钢）。又如对齿轮及轴的材料来说，往往要求材料有好的淬透性。

（3）所选材料应满足经济性的要求　在满足零件使用性能和质量的前提下，应注意材料的经济性。

对设计选材来说，保证经济性的前提是准确的计算，按零件使用的受力、温度、耐腐蚀等条件来选用适合的材料，而不是单纯追求某一项指标，能用碳钢的不用合金钢；能用低合金钢的，不用高合金钢；能用普通钢的，不用不锈钢。这对批量大的零件来说就显得更重要。另外，还应从材料的加工费用来考虑，尽量采用无切屑或少切屑新工艺（如精铸、精锻等新工艺）。

此外，在选材时还应尽量立足于国内条件和国家资源，同时应尽量减少材料的品种、规格等。这些都直接影响到选材的经济性。

在选用代用材料时，一般应考虑原用材料的要求及具体零件的使用条件和对寿命的要求。不可盲目选用更高一级的材料或简单地以优代劣，以保证选用材料的经济性。