Podstawowymi materiałami obrabianymi w procesie skrawania są:

  • stale i żeliwa (produkcja roczna stali na świecie wynosi 800 mln. ton)
  • aluminium i jego stopy (produkcja roczna na świecie wynosi 28 mln. ton)
  • stopy ultralekkie
  • mosiądz - stop miedzi z cynkiem  (miedź - 14 mln. ton, cynk – 8 mln. ton)
  • brąz (stop miedzi z cyną),
  • drewno i tworzywa drzewne

W budowie maszyn stosowane są również:

  • tworzywa sztuczne (180 mln ton w 2002 r przy 1 mln ton w 1948 r)
  • kompozyty,
  • laminaty.

Stal

Stal – stop żelaza z węglem (do 2%) i innymi pierwiastkami chemicznymi, otrzymywany w stanie ciekłym z surówki wielkopiecowej w procesie konwertorowym lub martenowskim. Lepsze gatunki stali otrzymuje się poddając ją dalszej obróbce w piecach elektrycznych lub tyglowych, umożliwiających zastosowanie metod metalurgii próżniowej. Odlaną w postaci wlewków stal poddaje się w hucie obróbce plastycznej w celu nadania jej odpowiedniej postaci (kucie, walcowanie, ciągnienie), a następnie obróbce cieplnej i cieplno-chemicznej, w wyniku których uzyskuje ona wymagane właściwości.

Zależnie od przeznaczenia stale dzielimy na:

  • konstrukcyjne,
  • narzędziowe
  • specjalne.

Stale konstrukcyjne są przeznaczone na konstrukcje budowlane oraz na  części maszyn i urządzeń, pracujące w temperaturach niższych od 300oC i wyższych od –40oC w środowisku nieagresywnym. Rozróżnia się stale konstrukcyjne ogólnego przeznaczenia (produkowane w postaci prętów, blach, kształtowników itp.) oraz szczególnego przeznaczenia, takie m.in. jak stale łożyskowe (przeznaczone na elementy łożysk tocznych) i stale sprężynowe (na sprężyny i resory). 

Stale narzędziowe są stosowane do wyrobu różnego rodzaju narzędzi i zostaną omówione w temacie materiały narzędziowe. 

Do stali specjalnych zaliczamy:

  • stale nierdzewne, co najmniej 13% chromu, wykazujące odporność na korozyjne działanie środowisk utleniających  (powietrza, pary wodnej, roztworów zasadowych, słabych kwasów organicznych); stosowane do wyrobu urządzeń dla przemysłu chemicznego, na narzędzia medyczne i narzędzia pomiarowe;
  • stale kwasoodporne, zawierające 16-25% chromu i 4-29% niklu, niekiedy molibden, tytan lub niob, odznaczające się odpornością na działanie środowisk utleniających, a także większości kwasów nieorganicznych i organicznych oraz barwników; stosowane do wyrobu urządzeń dla przemysłu chemicznego i spożywczego,
  • stale żaroodporne, zawierające chrom (5-27%), krzem, aluminium, molibden, odznaczające się odpornością na utleniające i korodujące działanie gazów w wysokiej temperaturze,
  • stale żarowytrzymałe, zawierające chrom (15-30%), nikiel (8-25%), molibden, wolfram i wanad, wykazujące zdolność zachowywania dobrych własności mechanicznych w wysokiej temperaturze;
  • stale żaroodporne i żarowytrzymałe są stosowane do wyrobu aparatury chemicznej, osłon pirometrów, armatury piecowej, urządzeń energetycznych, silników odrzutowych.
  • stale automatowe, zawierające 0.1-0.35% siarki i 0.035-0.8% fosforu, odznaczające się bardzo dobrą skrawalnością, przeznaczane do wyrobu śrub i nakrętek,
  • stale o specjalnych właściwościach magnetycznych stosowane do produkcji prądnic, transformatorów i magnesów trwałych,
  • stale o specjalnej odporności na zużycie, np. stal Hadfielda, zawierająca 11-14% manganu i 0.3-0.5% krzemu, bardzo odporna na ścieranie, stosowana na elementy rozjazdów kolejowych i tramwajowych, wykładziny młynów kulowych i gąsienice.

Staliwo

Staliwo – stal odlewana do form odlewniczych, nie poddawana obróbce plastycznej, stosowana zwykle po obróbce cieplnej, w zależności od składu, m.in. na podstawy i korpusy maszyn, części taboru kolejowego i samochodów, wały turbin wodnych i parowych oraz armaturę wodną, a także koła łańcuchowe i linowe oraz koła zębate.

Żeliwo

Żeliwo stop żelaza z węglem (2.5-4.5%) innymi pierwiastkami chemicznymi jest stopem odlewniczym, otrzymywanym z surówki wielkopiecowej z dodatkiem złomu żeliwnego lub stalowego w piecu szybowym, żeliwiaku. Żeliwa dzielą się na:

  • żeliwo szare z węglem w postaci grafitu płatkowego,
  • żeliwo szare zmodyfikowane z węglem w postaci bardzo drobnego grafitu płatkowego
  • żeliwo szare sferoidalne z węglem w postaci kuleczek,
  • żeliwo białe z węglem w postaci cementytu,
  • żeliwo ciągliwe, uzyskiwane z żeliwa białego przez długotrwałe wyżarzanie w wysokiej temperaturze i odpowiedniej atmosferze.
  • Żeliwa szare są tanie, mają dobre własności odlewnicze, tj. dobre wypełnianie formy i mały skurcz odlewniczy, a także takie cechy, jak zdolność do tłumienia drgań, stabilność wymiarowa i podatność na obróbkę skrawaniem. Stosowane są w przemyśle maszynowym, kolejnictwie, przemyśle maszynowym na korpusy maszyn, płyty fundamentowe, pierścienie tłokowe, tuleje cylindrowe silników, bębny hamulcowe, armaturę.
  • Żeliwo szare sferoidalne zastępuje niekiedy staliwo, a nawet odkuwki stalowe i jest stosowane m.in. na wały wykorbione, wały rozrządcze, cylindry i pierścienie tłokowe, a także koła zębate, wrzeciona i korpusy maszyn.
  • Żeliwo białe jest bardzo kruche, twarde i trudno obrabialne i ma gorsze własności odlewnicze. stosowane jest na ruszty palenisk kotłowych i walce hutnicze.
  • Żeliwo ciągliwe, łączące dobre właściwości mechaniczne staliwa z dobrymi właściwościami odlewniczymi żeliwa jest stosowane w przemyśle maszyn rolniczych, w przemyśle samochodowym, obrabiarkowym, elektrotechnicznym i w kolejnictwie

Stopy aluminium

Duraluminium (dural) – stop glinu z miedzią (3.5-4.5%), który po obróbce cieplnej, dzięki dobrym własnościom mechanicznym, odporności na korozję, dobrej przewodności cieplnej i elektrycznej oraz małej gęstości jest popularnym materiałem konstrukcyjnym w przemyśle lotniczym, motoryzacyjnym, okrętowym, chemicznym, spożywczym, w budownictwie i meblarstwie 

Siluminy – stopy odlewnicze glinu z krzemem (8-20%), mające bardzo dobre własności odlewnicze, dość dobre własności mechaniczne i zadowalającą odporność na korozję, są stosowane na tłoki silników spalinowych, części pomp, armaturę, części maszyn

Stopy ultralekkie (stopy magnezu)

  • stopy magnezu z  aluminium (2,5-10%), charakteryzujące się dużą szczelnością (odporność na przenikanie cieczy i gazów), dobrą obrabialnością, odpornością na korozję i dobrymi własnościami mechanicznymi; znalazły zastosowanie jako części samolotów i śmigłowców (poszycia), samochodów, maszyn i urządzeń oraz aparatury optycznej;

  • stopy magnezu z litem (do 12%) są stosowane w konstrukcjach lotniczych i pojazdach kosmicznych. Wytrzymują temperatury do 120 oC.

Mosiądz 

Mosiądz – stop miedzi z cynkiem (od 2-43%); znalazł zastosowanie do produkcji rurek włosowatych i chłodnicowych, wężownic, membran manometrów, łusek amunicyjnych, w przemyśle okrętowym (są odporne na korozję w wodzie morskiej), samochodowym i elektrotechnicznym,

mosiądze wysokoniklowe zwane nowym srebrem lub alpaką, stosowane są na elementy sprężyste w telekomunikacji i elektrotechnice, oprawy narzędzi lekarskich, okucia, wyroby galanteryjne i jubilerskie, sztućce (pod plater).

Brąz

Brąz -  stop miedzi z cyną lub aluminum, krzemem, berylem, ołowiem lub manganem, zawierający ponad 2% przynajmniej jednego z w/w składników.

Wyróżnia się:

  • brązy cynowe, najstarsze, stosowane już w epoce brązu i starożytności do wyrobu mieczy, ozdób, przedmiotów kultu i przedmiotów codziennego użytku; obecnie znaczenie przemysłowe mają:
  1. brązale armatnie, (zawierające 10% cyny), używane dawniej do wyrobu luf armatnich, a  teraz do wyrobu kół zębatych i sprężyn,

  2. brązy panewkowe o zawartości 13-18% cyny, stosowane do wyrobu panewek, silnie obciążonych, łożysk tocznych,

  3. brązy fosforowe z domieszką fosforu nie przekraczającą 1%, stosowane do produkcji kół zębatych, ślimacznic i zaworów,

  4. spiże – stopy potrójne miedzi, cyny i cynku, często z domieszką ołowiu używane na armaturę, części maszyn oraz odlewy artystyczne (pomniki),

  • brązy krzemowe, posiadające doskonałe własności odlewnicze i mechaniczne oraz dużą odporność na korozję, stosowane do wyrobu zaworów, aparatury chemicznej, osprzęt parowy i wodny dla przemysłu okrętowego, lotniczego, chemicznego i maszynowego,

  • brązy ołowiowe, odznaczające się doskonałymi własnościami przeciwściernymi i stosowane na panewki silników szybkobieżnych i silnie obciążonych,

  • brązy berylowe wykorzystywane są do produkcji narzędzi i styków nie iskrzących,

  • brąz manganowy (manganin) stosowany jest na oporniki najwyższej jakości.

Drewno i tworzywa drzewne

Drewno – surowiec otrzymywany ze ściętych drzew i formowany przez obróbkę w różnego rodzaju asortymenty. Zaletą drewna jest łatwość obróbki, do wad zalicza się dużą higroskopijność, pęcznienie, kurczenie się i pękanie oraz małą trwałość. Drewno znalazło w budownictwie jako materiał budowlany, wykończeniowy i pomocniczy (rusztowania, deskowania), i w przemyśle meblarskim.

Tworzywa drzewne – uzyskuje się je przez prasowanie litego drewna, impregnację substancjami chemicznymi i obróbkę termiczną (np. drewno prasowane). Tworzywa drzewne stosowane są do wyrobu czółenek tkackich, półpanwi łożyskowych, prowadnic, a także materiał budowlany (np. okna) i wykończeniowy.

Tworzywa sztuczne 

Tworzywa sztuczne – materiały, których podstawowym składnikiem są naturalne lub syntetyczne polimery (związki wielocząsteczkowe, zbudowane z regularnie lub nieregularnie powtarzających się ugrupowań atomów o jednakowej budowie, połączonych kowalencyjnymi wiązaniami chemicznymi). Tworzywa sztuczne używane są przede wszystkim w przemyśle opakowań (38%), w budownictwie (20%) i w motoryzacji (8%). Służą do wyrobu części maszyn, przyrządów, osłon kabli elektrycznych, elementów aparatury chemicznej i artykułów gospodarstwa domowego, galanterii, opakowań, zabawek oraz rur do wody pitnej, ścieków i dla przemysłu chemicznego. Wykorzystywane są również do wyrobu aparatury i sprzętu medycznego (np. sprzęt do pobierania i przetaczania krwi, dreny, cewniki, nici chirurgiczne), protez (stomatologicznych, stawów, tętnic, żył, zastawki serca, gałki ocznej) i szkieł kontaktowych.

Tworzywa sztuczne są na ogół bardzo lekkie, mają małą przewodność cieplną, większość z nich jest dielektrykami, mogą być przezroczyste lub całkowicie nieprzezroczyste, w porównaniu z metalami mają małą wytrzymałość na rozciąganie oraz mały moduł sprężystości. Są odporne na czynniki chemiczne i wilgoć, lecz nieodporne na działanie czynników silnie utleniających i temperaturę (powyżej 100oC).

Kompozyty

Kompozyty - materiały, w których metal, ceramika lub polimer (stanowiące osnowę) są wzmocnione dodatkiem proszku, włókna lub warstwy pośredniej (zwanych zbrojeniem lub wzmocnieniem).

  • Lekkie kompozyty o osnowie polimerowej (którą stanowią najczęściej utwardzone żywice epoksydowe i poliestrowe) są wykorzystywane głównie w przemyśle lotniczym, samochodowym, okrętowym, a także do budowy zbiorników na chemikalia i do wytwarzania sprzętu sportowego oraz plomb w stomatologii (osnowa z żywicy organicznej jest wzmocniona krzemionką i szkłem organicznym, a barwników dodaje się dla uzyskania żądanego koloru plomby lub wstawki)
  • Kompozyty o osnowie metalowej, głównie z aluminium i tytanu, także ze stopów niklu, wzmacniane np. włóknami węglowymi, borowymi lub z węglika krzemu są stosowane w przemyśle lotniczym i zbrojeniowym.
  • Kompozyty o osnowie ceramicznej (np. z tlenku glinu) są stosowane ze względu na twardość i odporność termiczną, m.in. na narzędzia do obróbki skrawaniem i obróbki plastycznej, elementy silników odrzutowych, dysze silników rakietowych i części reaktorów jądrowych.
  • Laminaty - kompozyty warstwowe umacniany warstwami papieru, drewna, tkanin, podczas gdy osnowę stanowi żywica syntetyczna. Są też stosowane laminaty typu „plaster miodu” lub kompozyty warstwowe o osnowie metalowej. Są stosowane jako: tworzywa konstrukcyjne do wyrobu aparatury chemicznej, nadwozi pojazdów mechanicznych, łodzi (gł. z włókna szklanego), jako materiały elektroizolacyjne do wyrobu m.in. obwodów drukowanych i tablic rozdzielczych, a także materiały do wyrobu płyt dekoracyjnych, kół zębatych (tekstolit) i rur (głównie z drewna i tkanin).

Zaletami kompozytów są: możliwość kombinacji własności gł. mechanicznych niemożliwą do osiągnięcia w materiałach wyjściowych oraz projektowania ich struktury w kierunku uzyskania założonych własności. Z tego względu kompozyty znalazły szerokie zastosowanie we współczesnej technice i przewiduje się dalszy dynamiczny ich rozwój.