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选用零件的材料时，必须满足零件的使用性能、工艺性能和经济性三方面的要求。
通常以满足使用性能要求作为零件选材的主要依据。零件的使用性能包括力学性能、物理性能和化学性能等。零件一般是在受力条件下工作，因此以其力学性能作为选材的主要指标。只有零件在特殊条件下工作时，才将其物理、化学性能作为选材的主要指标。
（1）根据零件受载情况选择材料 脆性材料原则上只适用于在静载荷作用下的零件，零件受动载荷作用时，应选用塑性材料；若零件的接触应力较高，应选用可进行表面强化处理的材料；若零件尺寸取决于强度，而尺寸和重量又受到限制时，应选用强度较高的材料；若零件尺寸取决于刚度，则应选用弹性模量较大的材料。
（2）根据零件工作情况选择材料 在湿热或有腐蚀性物质环境下工作的零件，其材料应具有良好的防锈能力和耐腐蚀能力；在高温下工作的零件，应选用耐热材料；在滑动摩擦下工作的零件，应选用减摩性能好的材料；靠摩擦传递运动和动力的零件应选用摩擦系数大的材料。
选择材料时必须分析材料的工艺性能，即分析该材料制造的难易程度。小批量生产时，材料工艺性能的影响不是很大；大批量生产时，材料的工艺性能则有可能成为决定性因素。
（1）毛坯制造工艺性要求 对于结构复杂、尺寸较大的零件，常采用铸造或焊接的方法制造毛坯，所选材料应具有良好的铸造性能或焊接性能。结构简单的零件可选用锻造工艺性好的低碳钢和中碳钢等材料。
（2）热处理工艺性要求 热处理工艺性能是指金属材料经过热处理后其组织和性能改变的能力，包括淬硬性、淬透性、回火脆性等指标。由于大部分机械零件需进行热处理，因此选择材料时必须考虑其热处理工艺性能。
（3）切削加工工艺性要求 材料的切削加工工艺性是指材料的易切削性、冷作硬化程度及切削后能达到的表面粗糙度等。对不同的工艺性能而言，同一种材料可能有不同的表现。例如，灰铸铁的铸造性能和切削加工性能很好，但焊接性能却很差，故在选择材料时应从整个制造过程综合考虑其工艺性能。
在满足零件使用性能要求的前提下，选择材料时应充分考虑经济性，以降低零件总成本。在金属材料中，碳钢和铸铁的价格较低，同时又有较好的工艺性能，因此应尽量选用这两类材料。我国锰、硅、硼、铝、钒等资源丰富，尽量选用这几类合金钢代替镍、铬合金钢。
分析材料的经济性，还必须考虑所选材料对总的制造成本和零件质量、寿命的影响。采用制造工艺复杂的廉价材料制造零件，不一定比采用性能好、价格较高的材料经济性好。例如，模具的制造费用昂贵，而其材料费用占总成本的份额很少，仅为6%～20%，因此采用价格较贵但使用寿命长的合金钢或硬质合金制造模具，比采用价格低廉但使用寿命短的碳素工具钢更为经济。
轴、齿轮、箱体三种典型零件的材料选用与热处理工艺分别见表1-20～表1-22。
表1-20 轴类零件的材料选用与热处理工艺
表1-21 齿轮零件的材料选用与热处理工艺
表1-22 箱体零件的材料选用与热处理工艺
高性能炭/炭航空制动材料是以碳纤维为增强体、碳为基体的先进复合材料，具有密度低、性能好、寿命长等特点，是新一代的高性能航空制动材料。由黄伯云主持发明的“高性能炭/炭航空制动材料的制备技术”，其关键技术达到了国际领先水平，打破了国外在这方面的技术封锁，对确保国家航空航天战略安全有重大意义。
破解这个新材料领域世界性难题的黄伯云，是中国工程院院士。黄伯云1964年以优异成绩考入中南矿冶学院特种冶金系，毕业后留校工作，1980年到美国爱荷华州立大学做访问学者。在美求学期间，他常提醒自己：“我是一个中国人。我的言行、我的成功与否代表着中国。”正是这种民族自尊心、自信心，激励着他奋发向上。
抵美不久，导师交给黄伯云一项多年未解决的难题。为了尽快解决难题，他做了一批又一批的试验，每天工作到深夜。1980年圣诞节夜晚，同事们都度假去了，黄伯云仍在实验室忙碌。午夜过后，系主任威尔德教授因急事来到实验室，看到黄伯云一个人还在紧张工作后，连声称赞黄伯云的勤奋，并为黄伯云后来的研究工作提供了很多方便。两个月后，黄伯云终于找到解决问题的关键。导师看到实验结果后十分惊喜，称“这是一个重大进展”，不久便提出让黄伯云提前读他的博士研究生，并提供全部奖学金。
博士毕业后，黄伯云谢绝了国外企业和名牌大学的高薪挽留，毅然回到了母校。回国不久，被任命为粉末冶金研究所所长，主持新材料的研究工作。1998年，黄伯云和他的团队研制出“高性能粉末冶金飞机制动材料”，实现了某型号飞机刹车材料的国产化，其产品性能优于国外同类产品，满足了国防建设的急需，也为国家节省了大量外汇。
承担“高性能炭/炭航空制动材料的制备技术”项目时，黄伯云已在粉末冶金材料领域取得了令人瞩目的成就，而“高性能炭/炭航空制动材料的制备技术”是新材料领域世界性难题，不少发达国家研究多年都没有成功。尽管困难重重，甚至有自毁英名的风险，但为了国家的需要，黄伯云毅然承担了这个国家重大项目。黄伯云和课题组成员在研发期间经历了无数次失败，长期承受着巨大的压力。凭着百折不挠的精神，黄伯云和他的团队一次次从失败中找原因、找对策，终于研发成功。
2005年黄伯云获评“感动中国”年度人物，颁奖词为：这个和世界上最硬材料打交道的人，有着温润如玉的性格，渊博宽厚，抱定赤子之心；静能寒窗苦守，动能点石成金。他是个值得尊敬的长者，艰难困苦，玉汝以成，三万里回国路，二十年砺剑心，大哉黄伯云！