Выбор материала и заготовок для изготовления деталей машин является одной из важных задач при конструировании. Для того чтобы правильно решить эту задачу, конструктор должен знать, какие существуют и применяются в машиностроении материалы, их свойства, механические характеристики, термообработка, химико-термическая обработка и механическое упрочнение. Все эти сведения изложены в курсе «конструкционные материалы». Поэтому мы не будем останавливаться на получении различных материалов, заготовок и технологии термической обработки,а рассмотрим лишь назначение материалов и дадим некоторые рекомендации их выбора.

Основными машиностроительными материалами являются чугуны и стали.

Чугуном называется сплав железа с углеродом, содержащий углерода более 2%.

В чугуне углерод содержится в свободном состоянии в виде графита или в связанном состоянии в виде карбида железа.

Белый чугун обладает высокой твердостью, трудно поддается обработке, износоустойчивый и теплостойкий. Его в основном используют для получения стали.

Серый чугун является основным литейным машиностроительным материалом, обладающим хорошими литейными свойствами, и хорошо обрабатывается резанием. Его применяют для изготовления отливок станин и оснований станков, зубчатых колес, корпусов, кронштейнов и т. Д. Примеры применения серого чугуна и его механические свойства приведены в приложении . Для тонкостенных отливок применяется.чугун с повышенным содержанием фосфора, который придает ему жидкотекучесть. Для повышения прочности чугуны легируют, т. е. Вводят в их состав никель, хром, молибден, медь и другие элементы (легированный чугун), а также модифицируют, т. Е. Добавляют к ним магний, алюминий, кальций, кремний (модифицированный чугун).

Из высокопрочного чугуна изготовляют детали, работающие с ударными и переменными нагрузками (зубчатые колеса, поршневые кольца и т. П.).

Ковкие чугуны получают длительным отжигом белого чугуна, что придает ему некоторую пластичность. Название «ковкий чугун» условное. Заготовки из ковкого чугуна, как и из серого, получают отливкой.

Сталь- сплав железа с углеродом, содержащий углерода не более 2% (практически до 1,2%).

По сравнению с чугуном сталь обладает значительно более высокими физико-механическими свойствами. Она отличается высокой прочностью, хорошо обрабатывается резанием, ее можно ковать, прокатывать, закаливать. Кроме того, сталь в расплавленном состоянии жидкотекуча, из нее изготовляют различные отливки. Поэтому сталь широко применяют во всех областях народного хозяйства, особенно в машиностроении.

Все применяемые в настоящее время стали классифицируются по следующим признакам: по химическому составу углеродистая, легированная; по способу производства сталь обыкновенного качества, качественная, высококачественная; по назначению конструкционная, инструментальная.