淺談機械設計中材料的選擇和應用

摘 要：機械行業的發展在很大程度上促進了我國國民經濟的發展，與此同時人們對機械設計的要求也越來越高，其中機械設計中材料的選擇和應用問題已經成為當前研究的熱點。文章介紹機械設計中材料的選擇和應用的意義，闡述了當前對機械設計材料選擇和應用的要求，并提出相關注意事項，為機械設計提供一定的理論參考。

關鍵詞：機械設計；材料；選擇；應用；實用性

前言

隨著我國國民經濟的飛速發展，社會各行業對機械方面的需求也越來越多，同時機械行業的發展對于國民經濟來說也具有巨大的推動作用。機械設計是機械行業的基礎性工作，其中機械設計中材料的選擇和應用是保證機械設計質量的前提，因此對機械設計中材料的選擇和應用的討論已經成為當前機械領域研究的熱點。

1 機械設計中材料的選擇和應用意義

隨著機械設備需求量的不斷增加以及機械設備使用概率的不斷提升，使得人們對機械設備質量和功能的要求也越來越高，因此做好機械設計工作對于機械設備企業來說具有十分重要的意義。其中材料是構成機械設備的最基本元素，材料選擇是否科學、應用是否合理將對機械設計的質量造成巨大影響，因此在機械設計中一定要做好材料的選擇與應用工作，一方面確保所用到的材料具備適用性和實用性，另一方面還要盡量考慮經濟性和環保性等方面，以使機械設計行業實現可持續的發展。

2 機械設計材料選擇和應用的要求

2.1 對材料載荷水平的選擇

機械設計中對于材料荷載水平的選擇是很重要的，這是因為在機械設計的過程中一些材料由于荷載水平較低的原因可能會導致出現后期抑制失效的情況，使得機械零件不能發揮出應有的作用，因此在機械設計過程中應當首先對擬用到的材料進行載荷水平方面的評估，優選載荷水平較高的材料，并在有需要的情況下對材料進行后期處理，以使材料的荷載水平得到進一步的提高，例如對低碳鋼進行滲碳以及對中碳鋼調質等。

2.2 盡量選擇低耗能和低污染材料

這里包括材料本身生產過程中的低耗能和低污染以及材料在加工應用的工藝過程中的低能耗和低污染兩個方面，對于前者來說，選擇環保型材料作為原材料是一個理想的選擇，而對于后者來說，即便材料本身具有低能耗和低污染的特點，但在加工過程中可能會由于工藝的原因產生過多的能耗和污染物，因此一定要做到以下兩個方面的要求，第一是要盡量選擇不經熱處理工藝即可達到使用要求的材料，第二是在無法避免熱處理工藝的情況下，應當選擇熱處理程序較少的材料。

2.3 根據使用性要求選擇材料

使用性是機械設計中對材料選擇和應用的最基本要求，因此在機械設計過程中應當根據不同的零件的不同使用要求來對材料進行選擇，例如一些零件對強度要求較高，而另一些零件則對耐磨性或者美觀性有較高的要求等，實際工作中要區別對待，科學選擇。

2.4 材料盡量實現無害化

在機械設計過程中，一些材料中會含有鎳、鉛、六價鉻、砷等元素，這些元素往往都會對人體健康產生不利的影響，即便在加工過程中做好防護措施，使得加工過程對人體不產生有害影響，也會由于其隨著廢棄物排放到外界環境中，在污染環境的同時，在生物體內完成積累，從而對人體產生間接影響，因此實際工作中要謹慎選擇。

2.5 優先選擇可循環利用性好的材料

機械設計過程中用到的材料大多數都是金屬類的，不同的零件所使用的金屬種類繁多，而且為了達到某種功能要求還必須將若干種金屬混合在一起作為合金材料使用，雖然達到了機械的使用要求，但一旦機械報廢，就增加了對這些金屬材料的回收難度，增加了回收成本。為達到廢物資源化的目的，在機械設計過程中應當考慮所用材料的可循環利用性，例如對金屬材料的選擇上，可對一個零件選擇用單一的合金，且組成合金的金屬元素種類越少越好。

3 機械設計中材料的選擇和應用需要注意的問題

3.1 對材料的選擇和應用要貫徹科學發展觀的要求

機械設計單位在材料的選擇和應用過程中要貫徹科學發展觀的要求，在確保所設計的機械設備都能夠達到最佳的使用功能的情況下，還要具備節約能源、資源和對環境友好的特點，這樣不但可以最大程度地挖掘出材料的潛力，而且還可使機械設計的發展與資源、環境實現協調的、可持續的發展，始終保持與我國科學發展觀的要求相一致。

3.2 對材料的選擇和應用要重視節能環保

在進行機械設計材料的選擇和應用過程中，要充分重視材料的節能和環保特點，這也是時代的要求。在過去的幾十年中，我國的經濟發展取得了舉世矚目的成就，然而不可忽視的一點是，我國經濟的迅猛發展是以耗費大量的一次能源、資源和破壞環境作為代價的，由此帶來的負面影響已經在近幾年顯現出來，當前，我國國境內不可再生資源已經面臨枯竭的局面，同時環境的污染以及由此帶來的災害性天氣嚴重危害著人類賴以生存的生態環境，因此在機械設計過程中要將節能和環保的理念貫穿其中，走節能環保的發展道路，不僅為當代，也為后代謀利益。

3.3 對材料的選擇和應用要重視經濟實用性

在進行經濟設計的材料選擇和應用過程中，要重視材料的經濟性和實用性特點，這是由材料本身的性質以及工藝特點決定的。第一，從實用性的角度來考慮，由于機械設計要涉及鑄造、鍛造、焊接、切削等諸多工藝，每種工藝對于材料的性質要求是不同的，而如果一旦某種材料需要經過多重工藝加工處理，就必須同時滿足各工藝對材料的要求，否則就會影響機械設計的質量；第二，從經濟性方面考慮，就是要求機械設計過程中要盡量節約材料成本和加工過程中產生的成本。要滿足以上兩個方面的要求，就必須綜合考慮，在滿足材料實用性的基礎上盡量選擇經濟性良好的材料，使機械設計更具科學化特點。

4 結束語

綜上所述，機械設計中的材料選擇和應用的過程中，要從多方面考慮和分析，不但要保證機械設計符合相關標準和規范的規定以及使用要求，還要順應時代發展的要求，體現經濟、節能、環保等特點，從而促進機械設計行業實現又快又好的發展。

參考文獻

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