一、常用的機械工程材料簡介
機械工程材料涉及麵很廣，總地來說按屬性可分為金屬材料和非金屬材料兩大類。
金屬材料分為黑色金屬和有色金屬兩類。黑色金屬是指鐵和鐵的合金，俗稱鋼鐵材料。有色金屬是指除黑色金屬之外的所有金屬及其合金。
非金屬材料可分為無機非金屬材料和有機高分子材料兩大類。
在機械製造中最重要的材料是金屬材料，而其中鋼鐵材料的應用範圍最廣、用量最大。鋼鐵材料是以鐵和碳為基本組元的合金，所以鋼鐵材料也稱為鐵碳合金。鋼鐵材料按含碳量可分為三種，含碳量小於0.0218%的鐵碳合金稱為工業純鐵；含碳量在0.0218%～2.11%的鐵碳合金稱為鋼；含碳量大於2.11%的鐵碳合金稱為鑄鐵。其中鋼和鑄鐵的用途最廣泛。
1.鋼
鋼材種類豐富，應用範圍廣，是工業建設必不可少的材料，可以根據化學成分和用途來進行分類（表1-1）。
2.鑄鐵
鑄鐵是將鑄造生鐵（部分煉鋼生鐵）在爐中重新熔化，並加進鐵合金、廢鋼、回爐鐵調整成分而得到。鑄鐵中雜質含量比鋼多，整體力學性能不如鋼好，但鑄鐵的鑄造性能優良，減震性好，容易切削加工，價格便宜，所以在工業中應用也很廣泛。鑄鐵按碳的存在形態不同可分為三類（表1-2）：
二、金屬材料的力學性能
金屬材料的力學性能是指金屬材料在外力作用下表現出來的性能。描述力學性能的指標很多，如強度、塑性、衝擊韌性、硬度等。
強度是指材料在外力作用下抵抗變形和破壞的能力。強度分為幾類，一般以抗拉強度Rm作為最基本的強度指標，另外屈服強度ReL也比較常用。
塑性是指材料受力後發生塑性變形而不被破壞的能力，常用伸長率A和斷麵收縮率Z作為材料的塑性指標。
衝擊韌性是指材料抵抗衝擊載荷的能力。衝擊韌性的好壞用衝擊韌度αk表示。
硬度是指材料局部抵抗硬物壓入其表麵的能力。目前常用的描述材料硬度的指標有洛氏硬度和布氏硬度。
（1）洛氏硬度 洛氏硬度試驗是用一定的載荷將一個金剛石圓錐體或淬火鋼球壓入被測試樣表麵，經過一定時間後，卸除載荷，然後根據壓痕的深度來確定硬度值。洛氏硬度計可以采用三種不同的壓頭和三種載荷，組成各種不同的洛氏硬度標度，如HRA、HRB、HRC，可以測量從軟到硬的各種不同材料。
洛氏硬度測定方法。以HRC測試為例，采用頂角為120°的金剛石圓錐壓頭。測試時先加預載荷100N，壓頭從起始位置0—0到1—1位置，壓入試件深度為h1，後加總載荷1500N，壓頭位置為2—2，壓入深度為h2，停留數秒後，將主載荷1400N卸除，保留預載荷100N。由於被測試件彈性變形恢複，壓頭有所抬高，位置為3—3，實際壓入試件深度為h3，因此在主載荷作用下，壓頭壓入試件的深度h=h3-h1。為了便於從硬度計表盤上直接讀出硬度值，一是規定表盤上每一小格相當於0.002mm壓深，二是將HRC值用HRC=100-h/0.002的公式表示。
（2）布氏硬度 布氏硬度測試是將一直徑D的淬火鋼球以一定的載荷F壓入被測試樣表麵，經過一定時間後，卸除載荷，測出壓痕平均直徑，以載荷與壓痕表麵積的比值作為布氏硬度值，用HB表示。