材料として要求される特性

ピストンリング本体を構成する材料には、長期間に亘り厳しい条件化で使われても、次のような機能を維持できる材質が求められています。

強靱性

爆発の圧力を受けたり、たたかれたりしても壊れないこと

弾性

合い口が閉じられた状態でピストンリング自身、シリンダー壁に向けてバネのように面圧を及ぼすこと

耐食性

燃焼ガスに接しても長期的に腐食摩耗などの変化が少ないこと

表面改質特性

良い品質の安定した皮膜が付けられること

軽量

猛烈なスピードでの往復運動時にエネルギーロスを少なくさせること

長寿命

熱に対して、上記のすべての特性が安定して保持できて、持続すること

鋳鉄からスチールへ

ピストンリングの材料・材質は以前は鋳鉄（鋳物）が中心でした。しかし、今ではエンジン性能の高度化にともなう厳しい要求に応えるため、スチール（鋼）製の材料へと進化しています。
たとえば、

1. 薄幅・軽量化に耐える高強度や高靱性を持ち、
2. 熱ヘタリに強い耐熱性がある材料で、
3. 摩擦抵抗を減らす低フリクションで、かつ長寿命の皮膜の形成しやすい材質、などのエンジンからの要求が、材料の高度化を求めているのです。

鋳鉄とスチールの特性比較をしてみましょう。

強度

ピストン溝の中で、上下にたたかれる力を受けるため、強度が高いことが望まれます。鋳鉄材料は高級なグレードであっても、スチール（鋼）材には及びません。

熱ヘタリ

いつまでも張力を維持しなければなりません。200℃程度の雰囲気に於けるクリープ強度（リングでは「熱ヘタリ性」と呼んだりする）も差があります。

弾性率

張力を出すバネの基になる特性です。鋳鉄が157～167Mpaであるのに対し、スチール材は200～215Mpaと大きいため設計に有利になります。

耐食性及び表面改質特性

母材の耐食性も必要ですが、表面処理皮膜の「形成しやすさ」も重要なポイントになります。たくさんの表面処理技術を持っていますので、適切な表面改質が形成される材質が求められます。