探討機械設計中材料的選擇和應用

張靖宇

（大慶油田裝備制造集團，黑龍江大慶 163000）

0 引言

隨著經濟的不斷發展，人們的生活水平越來越高，人們對機械設計中材料的要求越來越高，對材料的要求也在不斷地發生變化，做好材料的選擇工作對機械設計工作的開展有重要的作用。

1 機械設計中材料選擇的重要性

改革開放以來，經濟迅速發展，經濟水平快速提高，工業在發展的過程中占據重要的地位，工業的發展離不開機械制造業的發展，同時也推動機械制造業的發展。要促進機械制造業又好又快的發展，就應該選擇合適的、物美價廉的材料。選擇合適的材料可以有效的促進機械制造行業不斷健康發展，增加自身的競爭力，為企業帶來經濟效益，促進環保工作開展，推動機械設計的行業不斷地向前發展和提高機械制造行業的整體的工作水平。做好機械設計中材料的選擇工作可以間接的促進人們生活水平的不斷提高和健康發展。

2 機械設計中材料的選擇和應用

2.1 功能性材料的選擇

在機械設計的材料當中，不同的機械部件有其自身的功能，因此，對材料有不同的要求，那么在選擇機械材料之前，工作人員應該根據不同的機械部件的功能進行合理的、科學的選擇材料。比如一些磨損程度比較高的零件在進行選擇材料的時候，應該選擇耐磨的材料。如果一些零部件經常在水下進行工作，那么在進行部件選擇時，就應該選擇防水性比較強的材料。如果有的機械裝置主要是為了美觀，那么在進行機械裝置材料選擇時，應該注重材料的美觀性能，將其是否美觀做為考慮的第一因素。因此在對機械裝置的材料進行選擇的時候，應該將其功能擺在最重要的位置，作為第一需要考慮的因素，機械裝置的不同的部件對材料的要求不盡相同，因此，應該做好基本的功課，選擇合適的材料。

2.2 碳素鋼與合金鋼的選擇

機械制造中材料的選擇主要是金屬材料，碳素鋼在機械制造過程中被廣泛使用。碳素鋼在生產過程當中，生產工藝簡單且生產成本較低，因此，適宜大范圍的使用和推廣。但是碳素鋼也有一定的局限性，主要表現在碳素鋼韌性較差，容易發生折斷。碳素鋼在使用過程當中，不適宜體型偏大的零部件的制造與生產，適宜體型較小的零部件的生產。隨著科技的不斷進步和人員的不斷投入生產，一些專業的研究人員研發出合金鋼，合金鋼的出現解決了碳素鋼存在的一些問題，合金鋼的韌度和強度高，使用過程中不容易斷，可以較大規模的進行零部件的制造，大大方便了機械制造行業的發展，最大程度的促進了資源的最大程度的使用，減少了資源的浪費。

2.3 載荷類型材料的選擇和應用

機械制造行業在應用的過程當中常常會出現一系列新問題，比如零部件的老化以及工作過程中的磨損。零部件損壞程度與零部件自身的功能有關，因此應該根據零部件所能承受的最大的載荷和使用壽命選擇材料，盡量選擇載荷量大的，壽命時間較長且價格較低的材料。

2.4 機械制造當中低耗材料的選擇

近年來越來越重視經濟和生態環境相結合的可持續發展，多次提出應該重視環境保護工作，堅決打擊重污染型的企業，禁止污染嚴重的企業進行相關的活動。除此之外，在材料的市場也不斷地涌現出很多環保型的材料，人們在進行材料選購的時候也越來越重視環保性能，環境保護越來越滲透到人們的日常生活當中。機械制造的生產時間較長，一般處于大范圍的生產制造中，所以選擇環保型的材料可以在很大的程度上促進環保工作的順利開展。比如，機械制造的一些材料具有防腐的效果，但是要想充分發揮其防腐功能，需要對防腐的原料進行向外的噴灑，那么在噴灑的過程當中很容易造成對空氣的污染，針對此類情況，為減少環境的污染，可以改進防腐材料的功能，對防腐材料不斷地進行改進，讓材料自身的防腐性能得到很大發揮，既可以保證材料本身的性能發揮還不會污染環境。還有的材料在進行加工之前需要加熱才可以正常的進行生產，在材料加熱的時候可能會對環境造成一定程度的污染，可以改進材料的性能，使其在工作中盡量減少加熱或者換一種方法進行處理，進而減少對環境的污染。

3 機械設計中材料應用工作的注意要點

3.1 適用性及經濟性的和諧統一

不論何種性質的企業在生產過程中，首先考慮的因素就是經濟性和適應性，經濟性和適應性的特點可以促進機械制造行業的不斷發展，兩項功能也是企業在進行材料選擇時首先要考慮的因素之一，有很多的材料雖然實際應用的價值很高，但制造成本也很高，可以說其自身價值和制造成本成正比，但是企業的發展水平高低不一，發展水平較低的企業因為自身的水平和經濟能力有限就不適用使用價值高的材料。除此之外，還有很多的發展水平較低的企業，在進行生產活動的時，會為獲得更大的利潤，選擇價格低的原材料，但是這些原材料在使用的過程當中可能會對環境造成污染。比如在農村地區，有很多一本萬利的產業，比如對石頭進行碾壓、磨碎，進而生產出大批量的水泥，可以說在原材料的購買上，成本是微乎其微，但在生產過程中，會排放出大量的廢水，排放到河里，當地的水質就會受到嚴重破壞。因此，不同的企業在選擇材料的時候，應該對材料制造的整個生產過程進行合理、充分的考慮，將適用性和經濟性相結合，特別是一些發展規模較小的企業，在發展的過程當中可能會受到一些限制，那么這時對材料的選擇會受到諸多的限制。在工藝生產和制造的過程當中，應該在購買物美價廉的材料的同時，還應該將材料本身的性能得到更好的發揮，進而促進整個工藝的發展和機械制造工程順利開展，因此，在進行機械制造材料的選擇時，應將適用性和經濟性相結合，將其作為主要考慮的因素。

3.2 環保性和節能性相結合

我國是能源大國，能源總量消耗在世界上占據前列，同樣我國也是人口大國，人均資源的擁有量很低，需要企業在進行生產活動時，將節能減排作為首要考慮的因素。現在每個行業都越來越重視可持續發展的理念，要想促進可持續發展的理念不斷地深入與發展，在進行機械制造材料選擇的時候，應該充分考慮材料的節能性，節能減排和我們的生活息息相關，國家一直在提倡節能減排，而節能減排的具體的工作的落實涉及到生活的方方面面，要想促進節能減排工作的順利開展，需要嚴格遵循相關政策，遵循國家的大政方針，進行相應的節能減排方面的建設。在進行機械制造的時候，可能會產生大量的污染物和廢棄物，有的材料如果長時間被應用甚至超過其自身的承受能力，那么在繼續進行生產過程中，可能會對環境產生嚴重污染，為防止此類情況的發生和減輕環境污染，在進行機械制造中材料選擇的時候，應該將此作為充分考慮的因素，將節能性和環保性作為考慮的重要因素。在進行節能減排工作時，忽視這兩個重要的因素，可能會排放出大量的污染物污染環境，在進行材料的選擇時，將環保性和節能性兩者相結合，可以在很大程度上減少對環境的污染和減少污染物的排放，促進企業的可持續發展，就有利于促進國家整體的可持續發展。

4 結語

要想促進機械制造行業順利發展，做好材料選擇工作是一項很重要的基礎工作。在進行材料選擇時，應該將節能性與環保性還有適用性和經濟性等多種性能相結合，特別是一些小微企業，在發展的過程中可能會遇到一些瓶頸，那么不論什么時候，何種類型的企業都應該將此四項原則作為材料選擇的首要考慮的因素，為促進環境保護工作的開展出謀劃策。