Из общего объема используемых конструкционных материалов, наибольшую долю составляют металлы и сплавы на металлической основе (стали и чугуны, латуни и бронзы, сплавы на основах магния, алюминия, титана и других металлов).

Получают эти материалы, как правило, выплавкой из руд, хотя последние десятилетия все шире развиваются методы порошковой металлургии (компактирование и спекание готовых изделий из порошков сталей и сплавов заданного состава).

Выплавку самого большого класса металлических материалов (сталей и чугунов, сплавов из железной и никелевой основах) осуществляют различными методами: мартеновским, конвертерным, электродуговым и др.

Метод выплавки определяет содержание вредных примесей (серы, фосфора, кислорода и др.), а, следовательно, и свойства этих материалов.

Углеродистые стали обыкновенно качества (с содержанием серы до 0,05- 0,06% и фосфора до 0,06-0,07%) выплавляют в конвертерах и мартеновских печах. Легированные качественные стали и высококачественные стали (с содержанием и Р не более 0,025 каждого) выплавляют в электропечах. Особовысококачественные стали (например, шарикоподшипниковые типа ШХ, с содержанием и Р не менее 0,015%) после выплавки в электропечах подвергают обработке синтетическими шлаками и другим методам очистки.

Для большинства различных классов сталей требуемый уровень свойств (главным образом механических) достигается не только регулированием их химического состава, но и последующей термической обработкой.

Изделия из сталей получают как методом пластической деформации выплавленных слитков, так и получением готовых изделий методом литья в специальные формы. Изделия из чугуна получают только литьем.

Деформируемые материалы обладают более высокими механическими свойствами (сочетанием прочности и пластичности) по сравнению с литыми изделиями. В литых изделиях значительно более низкая пластичность

Тем не менее, в машинах и промышленном оборудовании около 50% всех деталей получают литьем. Литьем изготавливают такие ответственные детали, как блоки цилиндров и поршни двигателей внутреннего сгорания, лопасти газовых турбин, детали различных насосов и др.

В отечественном машиностроении 74% всех отливок изготавливают из серого чугуна, 21% из стали, 3% из ковкого чугуна, 2% из цветных сплавов (алюминиевых, медных и др.).

Помимо сталей и чугунов в технике широко используют цветные металлы и сплавы (алюминиевые, медные, никелевые, титановые и др.) и способы их получения также оказывают влияние на свойства.

Медь получают из руд пирометаллургическим методом, а затем для очистки от примесей проводят электролитическое рафинирование, достигая чистоты меди 99,95%. Чем чище медь, тем выше ее пластичность и электропроводимость.

Алюминий получают электролизом расплава алюминиевых руд (бокситов, нифелинов и др.).

Титан изготавливают путем обогащения титановых руд, хлорирования титанового шлака и последующего восстановления чистого титана из четыреххлористого титана магниетермическим методом. Полученные указанным методом слитки подвергают переплаву в вакуумных дуговых печах для предохранения титана от окисления. Полученные переплавом слитки прокатывают на лист, подвергают ковке, штамповке готовых деталей. В последние годы все более широко используют металлокерамический способ получения титановых изделий из порошков. Этим методом удается изготавливать как детали с высокой плотностью (до 97%), так и высокопористые материалы (с плотностью 50%). Последние широко используются в пищевой промышленности для изготовления различных фильтров и геттеров.

Конструкционные материалы на основе цветных металлов по способу получения, как стали, делятся на деформируемые и литые.

Литейные алюминиевые сплавы обладают высокой удельной прочностью. Их широко используют в авиационной и автомобильной промышленности, в пищевой промышленности. Высокими литейными свойствами обладают

алюминиевые сплавы со структурой эвтектики, например – силумины, т.е. сплавы системы алюминий-кремний.

Используются в машиностроении и пищевой промышленности литейные бронзы и латуни, сплавы на основе тугоплавких элементов (молибдена, вольфрама, ниобия и др. металлов).

Свойства неметаллических конструкционных материалов – пластмасс, стекла и ситаллов, резин и др., также зависят от способа их получения.

Пластмассы характеризуются малой плотностью и высокой удельной прочностью, коррозионной стойкостью и высоким диэлектрическими характеристиками. Важным преимуществом процесса переработки пластмасс является совмещение процесса получения исходного материала (полимера) с формованием заготовки и изготовления готового изделия.

Физико-механические свойства пластмасс зависят как от формы строения макромолекулы полимера (линейная, разветвленная, сетчатая), так и от изменения свойств полимера в различных температурных областях. В зависимости от структуры полимера при повышенных температурах пластмассы делят на термопластичные и термореактивные.

К термопластичным относятся полиэтилен и поливинилхлорид, фторопласт и оргстекло, к термореактивным – текстолит, гетинакс, и кислотостойкие пластмассы – фаолиты и др.

Области использования пластмасс трудно перечислить: машиностроение, в том числе и продовольственное, приборостроение и бытовая техника, электротехнические и радиотехнические изделия, вычислительная техника, медицина и фармацевтическая промышленность.

От способов получения зависят также и свойства другого класса материалов на полимерной основе – каучуков. При вулканизации каучуков с добавками 3-5% серы получают эластичные материалы – резины, а при 25-30% серы – твердый диэлектрик – эбонит. Помимо диэлектрических свойств эбонит обладает высокой кислото- и щелочестойкостью и используется, например, для изготовления аккумуляторных баков.

Разнообразные резинотехнические изделия широко используют в пищевой промышленности для изготовления шлангов и напорных рукавов, прокладочных колец и уплотнителей, транспортных лент и др.