機械設計中材料的選擇與應用

張道靖

摘 要：隨著我國經濟的快速發展，人民的日益生活需求也在不斷增長。在當前階段，機械設計作業中的材料選擇是進行機械設計的重要基礎。在對零件材料進行考慮選擇時，不僅僅需要對零件工作所需求的實際性能有所考慮，同時還要對零件所使用的實際環境的要求進行分析。對于如何做好機械設計作業中材料的選擇以及應用，這成為了當前機械設計人員考慮的重要問題。本文首先對機械設計作業的材料選擇的重要性進行了介紹，其次闡述了機械設計作業中材料的實際選擇以及應用。在本文的最后階段，說明了在機械設計作業中，對于零件材料選擇應當注意的要點。希望通過本文的介紹，可以給廣大讀者帶來參考性意見。

關鍵詞：機械設計;材料選擇;應用;問題

引言

在我國工業建設的不斷推進下，相應的機械材料使用也正逐步的被人們所重視，這也造就了當前的機械行業在社會的實際發展環境中的地位變得越來越高。機械的發展在未來的方向上會成為整個社會發展的基礎力量，在對機械行業進行發展時，機械的零件材料設計是機械行業發展的基本前提，因此在整個機械行業的建設當中發揮著非常重要的作用。做好零件的材料選擇和分析是認識機械設計的基礎，因此對機械設計的材料選擇和設計進行研究變得非常有意義。本文對此展開了相應的介紹。

1機械設計作業中材料選擇的重要性

在近幾年的發展中，國民經濟的快速進步以及工業體系的逐漸完善，這使得當前我國在機械行業的發展變得越來越強化，同時也為機械行業在未來的發展趨勢帶來了更加廣闊的機遇，但是同時也為機械行業的發展帶來了一些阻礙與挑戰。在工業化建設與發展的腳步加快的前提下，機械設計作業中對于材料的選擇和加工變得越來越多樣化，這就導致了機械設計作業的原材料選擇的過程就變得更加的復雜。針對這一點考慮，相應的機械零件材料設計工程人員在對整個過程進行開展時，必須合理的對材料的選擇以及使用性能及細節進行研究，同時在整個材料的選擇和考慮期間，相應的工作人員還應當注重對于零件使用的適應以及性能的可持續特點，通過這樣來確保機械零件材料的性能可以在本質上得到最本質化的使用。

2機械設計作業中材料的選擇和應用

2.1功能材料的選擇

在進行機械零件材料的選擇考慮時，應當根據機械零件使用的功能要求來劃分。不同的零件材料的使用性能實際是不相同的，因此根據零件的實際特性來對材料進行統一的分類，這樣就可以在不同的位置上合理的對機械零件材料進行使用和分配。比如一些零件對于有高強度的特性，那么就可以將這些零件應用在支撐載荷較大的情況下。在一些使用性能較高的地方，應當確保材料的使用必須有足夠大的抗疲勞性和耐磨性。與此同時，機械零件的外觀條件對于其使用特性也有一定的限制。因此在整個機械零件的設計階段，對材料進行選擇必須清楚每一個零件使用的實際功能以及要求。通過結合其使用的個性化特征以及水平，以此來合理的選擇性能比較良好的機械材料。表1是鋼的分類與應用。

2.2 鋼材的選擇

對于機械設計作業中所應用到的金屬材料，使用比較廣泛的就是金屬鋼。碳素鋼的生產加工工藝的過程非常的簡單，因此其使用的成本比較低，但是其對應的使用范圍也就呈現了一定的局限特點。碳素鋼的強度比較低，因此在一些使用環境較大的范圍下，碳素鋼的使用并不太合適。但是合金鋼的性能就巧妙地解決了這一些弊端。在對碳素鋼的生產過程加入一些合金材料，通過這樣來形成一些具備其他性能的合金鋼，這樣就提升了碳素鋼在使用時的強度，同時也能夠提升材料使用的耐磨程度。在一些環境比較惡劣的情況下，將碳素鋼的材料性能替換為比較可靠的性能產品，這樣既可以避免資源在使用時的過度浪費，同時還能夠確保機械連接材料加工所得的產品性能是良好的。

2.3載荷類型材料的選擇以及應用

在機械零件的材料應用和使用階段，通常會由于一些非正常的原因而導致機械材料出現不能正常使用的問題。通過對這些問題形成的本質和現象及其分析可以發現，形成機械材料不能夠使用的根本原因在于材料的使用性能并不能理想的達到其工作標準，這樣就導致了其在規定載荷下不能夠滿足其運轉的工作性能。與此同時，機械零件在工作環境中正常的運行時，經常會由于各種原因而造成機械零件出現突然失效的工作弊端，造成這些工作現象和問題的本質原因在于機械材料所受到的載荷類型非常的多。因此為了避免這些工作問題的發生，那么就需要在本質上做好對于機械材料的考慮和選擇，通過這樣來對機械零件的實際載荷進行合理的估算。

2.4低消耗材料的選擇和應用

在機械零件和設備的選擇和使用的過程階段，為了確保機械行業在未來發展環境中能夠以可持續的方式來運轉。那么在機械零件材料的選擇上，應當盡可能選擇天然環保的工程材料。比如某些產品雖然其工作性能非常的良好，但是由于在實際的使用階段所排耗的污染物質非常的嚴重，這樣的機械材料在使用階段也是不可采取的。有些生產廠家為了防止機械材料在使用過程階段出現腐蝕現象，通常會通過噴涂的方法來對這個弊端進行掩蓋，顯然，在噴涂的過程階段對于零件的表面所呈現的環境污染非常的嚴重，這不利于機械行業發展的可持續理念。

3 機械設計中材料應用工作的注意要點

3.1 適用性以及經濟性之間的和諧統一

現階段，機械設計材料選擇環節，一個非常重要的內容，那就是要體現出經濟性與適用性這兩個原則。具體工作過程中，工作人員需要將材料制造方法作為選擇標準之一。一般情況下，不同機械設計所需要的材料在實際技術要求方面是存在較大差異性，包括鑄造工藝流程、焊接工藝流程以及切削方法等工藝要求。3.2 實現環保性和節能性之間的結合

目前，我國大力倡導可持續發展，最終目的在于使廣大企業都可以做到工作的節能化以及環保化，并確保其貫穿于整個經營過程。在此發展形勢之下，相關企業都應該嚴格遵循科學化的行業要求，堅持國家所規定的環保原則，真正做到方針政策的嚴格落實。在機械的生產及制造過程中，會有很多不可再生資源的使用，如果這些資源被過度消耗，就會為機械產品的使用埋下很大隱患，為了防止此類事件發生，在機械設計人員進行材料選擇時要做好方案，堅持一定的節能環保理念，盡量選擇能耗水平相對較低，且污染強度較小的材料，將其作為最主要的設計原料使用

4結語

機械設備材料選擇工作中，工作人員既要關注零部件應用合理性，又要強調零部件性能情況、配合情況及切合性情況，做到材料使用的性能水平最大化。在對碳素鋼與合金鋼做區分選擇時，要注意該零件的設計韌性和強度，做出合理選擇，既避免資源的浪費，又能達到使用要求。

參考文獻：

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