過程裝備設計中材料的選擇和應用探析

程武 夏威 陸曼曼

摘 要 隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，對工業(yè)的發(fā)展，提出了更高的要求。過程裝備在工業(yè)領域發(fā)揮著非常重要的作用，其對材料的選擇，有著非常高的要求，一旦選擇不當，不僅會對生產(chǎn)效率造成較大的影響，甚至會出現(xiàn)安全問題。為此，本文對過程裝備設計中材料的選擇和應用進行探析，希望為相關專業(yè)人員提供借鑒。

關鍵詞 過程裝備;材料;應用探析

前言

材料是裝備的重要組成部分，發(fā)揮的作用也非常突出，是保證生產(chǎn)品質(zhì)的關鍵。在開展裝備設計的過程中，需要認真做好材料的選擇工作，保證材料的性能滿足實際設計要求，材料的價格也應該在合理的區(qū)間，避免由于材料失效導致各種問題的發(fā)生。

1合理選擇材料的意義

當前科學技術越來越發(fā)達，國民經(jīng)濟高速增長，工業(yè)化的進程持續(xù)得到推擠，為我國機械行業(yè)的發(fā)展，創(chuàng)造出了更好的條件，但這個過程中也出現(xiàn)了不少的問題。從目前的情況來看，在機械行業(yè)高速發(fā)展的今天，對各種機械材料的應用越來越多，甚至部分材料出現(xiàn)了短缺的現(xiàn)象[1]。為了有效避免問題變得更加嚴重，在現(xiàn)代機械設計的過程中，應該充分考慮行業(yè)發(fā)展帶來材料消耗速度的增加。隨著材料技術的不斷發(fā)展，各種材料越來越多，所發(fā)揮的作用也越來越大，只有合理對這些材料進行選擇和使用，才能將材料的作用充分發(fā)揮出來。

2在過程裝備設計中材料的選擇和應用

在開展選材的過程中，為了保證選擇的效果，就應該對材料的使用性有足夠的認識。只有充分掌握材料的特性，并合理對這些特性進行利用，才能將其作用充分發(fā)揮出來。在機械設計的過程中，需要對材料的各個方面進行考慮，根據(jù)不同部位功能性要求，來進行選擇。例如，很多設備對材料的強度有著比較高的要求，那些經(jīng)常摩擦的表面其對材料的表面硬度有較高的要求，如果部件運行溫度比較高，就需要材料具有較強的耐高溫能力。在對材料實際選擇的過程中，需要搞清楚不同部位的功能，然后開展針對性的選材，盡可能在保證材料使用成本的前提下，使用節(jié)能、環(huán)保材料。

認真做好碳素鋼和合金鋼的選擇。隨著機械設計行業(yè)的高速發(fā)展，對各種碳素鋼的使用越來越普遍。碳素鋼的性能非常突出，材料的價格也相對比較便宜，但其使用范圍還相對比較窄，這限制了其在機械設計領域的進一步應用。為了有效解決這個問題，研究人員做了大量的實驗工作，通過在碳素鋼中加入一定比例的合金元素，進一步提升了材料的強度和韌性，還改善了其耐腐蝕性和淬透性。通過對合金鋼材料合理進行選擇，可以有效避免淬火裂紋現(xiàn)象的發(fā)生，減少工件的熱處理變形。通過零件不同的使用要求和條件，可以合理對添加材料進行選擇，通過添加合適的元素，來滿足材料功能方面的需求。

材料的安全性。在很多材料當中，往往包含許多對人體有害的物質(zhì)，如一些放射性物質(zhì)，如果員工長期接觸這些材料，就會對自身健康造成嚴重的影響。例如，鋁和鎳元素對人體的傷害就比較大，如果這些元素進入到水體當中，還會對土壤造成較為嚴重的污染。因此，在實際選材的過程中，應該引起我們足夠的重視，盡量不去選擇那些危害性較強的材料，最大程度保證人員的生命安全。

合理選擇載荷類型的材料。在很多材料實際使用過程中，其承受載荷的能力不是很強，這需要在過程裝備設計中引起足夠的重視，避免對這些材料進行使用，否則很容易導致材料失效情況的發(fā)生。此外，不合理對材料進行使用，還容易導致機械零件失靈的現(xiàn)象，雖然設備可以運行，但承載能力不能得到保證。為了有效避免這些情況的發(fā)生，在實際選材的過程中，需要對材料的性能進行全面的分析，保證其在實際使用過程中，可以充分發(fā)揮自身的作用。

增加對低耗材料的使用。當前工業(yè)高速發(fā)展，對各種材料的消耗量持續(xù)增加，這對機械行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，造成了嚴重的阻礙，在實際選材的過程中，應該盡量選擇節(jié)能環(huán)保型的材料，最大程度保證材料的使用性能和壽命，避免出現(xiàn)嚴重的環(huán)境污染問題。在開展機械設計的過程中，應該合理對熱處理方法進行應用，將材料的性能充分發(fā)揮出來。當前熱處理技術發(fā)展也非常迅速，各種環(huán)保型熱處理技術相繼出現(xiàn)，在保證材料熱處理質(zhì)量的同時，還能保證熱處理過程的環(huán)保性，我們應該積極對這些熱處理方法進行應用。

3機械設計中材料應用工作中需要注意的地方

經(jīng)濟性和適用性應該盡量統(tǒng)一起來。在當前過程裝備實際過程中，非常強調(diào)材料選擇的經(jīng)濟性和適用性，工程技術人員應該認真對材料的制造工藝作為選材的參照標準。不同的機械材料，其技術要求差別很大，在開展鑄造、焊接、切削方面有著不同的工藝要求。因此，在實際選材的過程中，為了更加充分發(fā)揮其性能，就應該對其使用性能認真研究。在保證零件使用性能基礎上，對材料進行合理控制，最大程度保證材料的經(jīng)濟性。

將環(huán)保性和節(jié)能性有效結(jié)合起來。隨著我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的提出，其對生產(chǎn)過程中的節(jié)能環(huán)保性有了更多的要求。企業(yè)在實際生產(chǎn)過程中，應該對材料的環(huán)保性和節(jié)能性進行認真的考慮。在開展機械設計選材的過程中，往往會使用很多不可再生能源，如果對這些材料的消耗速度過快，就會對我國的可持續(xù)發(fā)展，造成較大的影響。因此，在實際開展選材的過程中，應該盡量本著節(jié)能環(huán)保的原則，更加合理對材料進行選擇，保證材料的環(huán)保性能。

保證材料的結(jié)構和工藝性。為了進一步提升材料的防腐性能，在材料使用過程中，其應該符合下面的幾點要求：構件的形狀應該盡量簡單，表面不應該出現(xiàn)傷痕，盡量使用同一種材料，避免機械構件中存在縫隙的情況，合理對防銹漆進行使用，保證腐蝕介質(zhì)和機械構件可以有效隔離起來，對于焊接表面，應該及時進行涂漆處理。在對焊件開展焊接處理的過程中，應該避免應力集中情況的出現(xiàn)，否則會形成新的腐蝕點。

4結(jié)束語

隨著時代的不斷發(fā)展，對過程裝備設計提出了更高的要求。在過程裝備設計中，需要我們認真做好材料的選擇和應用工作，盡量選擇那些使用成本低、環(huán)保性能強、性能優(yōu)良的材料，合理對材料的結(jié)構進行設計，科學對材料進行熱處理。

參考文獻

[1] 袁東波.簡析過程裝備設計中材料的選擇與應用[J].冶金與材料，2017，（6）：22-23.