淺析機械設計中材料的選擇和應用

賀敏鵬+高重樂+何西榮+李凌霄

摘 要：隨著社會的不斷進步與發展，各個行業都得到了很好的發展，機械設計行業在很大程度上為其他行業的發展提供了重要的依托，并且對于我國經濟的發展具有重要的意義。在機械設計中材料的選擇與應用受到了業界人士的重點關注。本文主要對機械設計中材料的選擇與應用進行研究。

關鍵詞：機械設計；材料；選擇；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.19.229

1 機械設計中材料的選擇與應用意義

新世紀以來，人們在日常的生活生產過程中，對于機械設備的使用需求不斷增加，使用范圍也在不斷的提升，人們對于機械設備的質量上的要求以及功能上的要求不斷的增加。所以對于企業的發展來講，機械設計中材料的選擇與應用具有十分重要的意義。材料對于機械設備來講，是其最基本的元素，材料選擇是否科學，是否恰當對于機械設計制造的產品質量會有很大的影響。所以在進行機械設計中要做好材料的選擇與應用，不僅僅需要考慮產品的質量問題，還需要考慮其的性價比以及市場上的需求。

2 機械設計材料的選擇以及應用的要求

在進行機械設計材料的選擇與應用的時候，需要考慮如下因素：

2.1 對于材料載荷水平的選擇

在機械設計的過程中，對于材料的載荷水平的選擇是十分重要的。為了能夠給保證機械設計的產品在后期不會出現抑制失效，導致產品不能夠很好的發揮自身的效果的情況，所以在進行設計的時候首先需要對選用的材料進行載荷水平方面的簡要評估，然后根據實際情況在備選材料中選擇合適的，載荷水平比較高的材料，在需要的情況下對材料進后期處理，是載荷水平進一步提高。舉例來講，對低碳檢修工滲碳可以提高材料的載荷水平。

2.2 材料需要選擇能耗低的，污染性低的材料

我們這所說的低能耗，低污染的材料，不僅僅是指材料本身具有低污染，低能耗性，還指整個生產工藝過程中對材料的加工過程是低污染，低能耗的。對于材料本身來講，綠色型的材料是一個理想型的選擇；對于加工過程來講即使材料是綠色的，但是加工過程也會有污染物的產生以及能耗的出現。所以，在進行材料選擇的時候需要注意一以下兩個方面：其一就是盡量少使用需要進行熱加工才能達到使用要求的材料；其二就是在無法避免熱處理工藝的情況下，需要使用熱處理程序比較少的材料。

2.3 根據使用性要求選擇材料

在進行機械設計材料的選擇過程中，需要根據不同的使用要求進行不同材料的選擇，比如說對于有些零件來講，需要的強度比較高，而有些需要耐磨性比較好，或者是需要比較美觀的表面，要根據實際情況進行合理選擇。

2.4 材料盡量實現無害化

在進行材料應用以及加工的過程中，有些材料中會含有比如說是鉛，砷，六價鉻等等這些對人們身體有害的元素。含有這些元素的材料在人們的加工過程中即使做好相應的防護措施也會對人們的健康問題產生一定的影響，加工過程中產生的廢棄物也會排放到環境中，給生態環境帶來了一定的影響，所以在進行材料選擇的時候需要慎重。

2.5 盡量使用可循環利用性好的材料

在進行機械設計材料的應用中，大多數的材料是金屬類型的，或者是幾種金屬混合在一起合金類型的。但是這種材料的選擇與應用雖然能夠達到使用需要的目的，但是當產品報廢以后，金屬材料的回收難度系數會增加，不僅僅增加了回收的成本，還造成了資源的浪費。為了能夠解決這方面的問題，機械設計的過程中在進行材料選擇的時候要選擇可循環利用的，在金屬單質能夠滿足需求的基礎上，盡量少使用合金。

3 機械設計材料的選擇和應用應該注意的問題

3.1 材料的選擇與應用應該滿足可持續發展的觀點

在進行機械設計的過程中，材料的選擇與應用應該滿足可持續發展的觀點。在材料能夠滿足基本的材料的功能需求的基礎上，要使用具備能夠節約資源，能源和環境友好的特點。這樣不僅僅能夠最大程度上挖掘出材料的潛力，還能夠更好的實現可持續發展的觀點。

3.2 材料的選擇和應用要重視節能環保

進入21世紀以來，世界各國紛紛把使用環保節能型的材料作為有關環境保護，資源節約的重要戰略目標之一，這不僅僅是各國發展的需求，也是時代發展的需求。從改革開放以來，我國的經濟取得了非常重大的發展，但是迅速發展的代價就是消耗了大量的資源，破壞了環境。這樣的發展有違我們國家所倡導的綠色，科學發展的目標。當前我國的資源狀況以及環境情況不容樂觀，災害性的天氣影響著人們的正常生產與生活，給國家的經濟發展帶來了一定的影響。所以在進行機械設計中材料的選擇與應用過程中，需要將節能與環保的理念貫穿其中，走可持續，綠色，節能，環保的發展道路，為我們國家的發展帶來積極的意義。

3.3 材料的選擇和應用要重視經濟實用性

在進行材料的選擇與應用的過程中的時候，需要重視材料的經濟性以及實用性的特點。經濟性以及實用性是由材料本身的特性以及相關的生產工藝來決定的。其選擇與應用時需要考慮如下的因素：

（1）從材料的實用性的角度看來，整個的機械設計過程包括很多工藝（比如說鑄造，鍛造，焊接，切削等等），對于每種工藝來講需要的材料的自身特性要求是不同的，在實際的生產過程中，同一種材料需要通過很多到的加工程序處理，就必須同時滿足不同工藝對于材料想需求，從而保證產品的質量。

（2）從材料經濟性的角度出發，我們正進行材料選擇的過程中，在滿足基本的功能需求的基礎上，盡量節約材料的成本和加工過程中產生的成本。

4 小結

隨著時代的不斷發展，機械設計中材料的選擇與應用在整個機械行業中占據了越來越重要的位置。本文主要從多個角度出發對機械設計中的材料選擇與應用過程中需要注意的問題進行簡要的分析以及探討，希望讀者對其有簡單的了解。

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