机械设计中的材料选用分析于松早

机械设计中的材料选用分析于松早

于松早

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摘要：面对严重的消耗问题，机械设计材料面临资源匮乏的挑战，为开发利用新资源，也满足无法供应的机械设计需要，本文将在环保、科持续发展的当代机械设计经济新趋势下，进行设计材料应用选择的具体研究，为行业发展提供必要参考。

关键词：机械设计；材料选择；分析

在人们的日常生活生产中，机械设备是非常重要的组成部分，由于机械设备的应用可以使得各类生产活动更加高效，极大的节约了人力以及资金，提高了企业的经济效益。而在机械设备应用过程中，要想保证机械设备的性能良好，材料的选择和应用是非常重要的因素，因此在进行机械设计时必须充分考虑到材料的性能以及经济性。

1机械设计的选材重要性分析

机械设计中的重点是材料的应用选择，对机械来说，材料至关重要，它的好坏可以影响到自身的功能与质量，现下资源稀缺情势下，机械设计必须本着材料正确应用选择的可持续原则，注重材料的经济性能与质量，这也是保证工业正常发展需求的一大策略，随着全球一体化经济建设的发展，城市建设规模持续扩大，机械工程在整个国民经济中的发展地位都越来越关键。当前很多机械设计原材料已经被消耗透支，无法满足正常供应，单以科学发展观来看，实现材料选用的经济、环保性，是以后发展的必然趋势。因此充分对每一份机械材料都利用完善，是机械选材应用过程中各个要点内容的发展焦点。

2机械设计中选材的分类

（1）金属材料。在我国机械加工当中，金属材料占主要地位，多数都使用金属材料，甚至有的机械加工过程中都在使用，占有率近百分百。金属的最大优势就是硬度高和成本低，可以满足机械设计各个环节，在生产过程中被广泛应用。2种金属相互混合合成的合金，也具有极优秀的特性，在机械加工中也备受关注。（2）陶瓷类材料。陶瓷材料的主要组分是氮化硅和碳化硅，其最大特点就耐化学腐蚀，具有极高的硬度和较低的密度。在机械施工过程中，一般密封性较强的元件选用陶瓷类材料较多。不过，陶瓷类材料成本高、易碎，具有较高的脆性。（3）高分子类材料。高分子类材料是类似合成纤维之类的材料，其来源面比较广，延伸到多个领域，最大优势就是制备过程消耗很少的能源，甚至可以通过天然气中提取等，在机械设计中广泛应用。（4）复合型材料。复合型材料是指将2种或2种以上的材料，以化学方式或物理方式相互融合，最后得到的产物。可以根据机械加工不同的施工要求，选择相应的复合材料。其实合金材料也是属于复合型材料的一种。复合型材料的种类多，性能各有不同，适合各种机械加工要求，受到高度好评。

3材料的选择和应用

3.1实用性机械选材

机械材料的选择应用中，实用性为第一。一些机械设计中常常需要根据设计工艺指标对材料进行一些切削、热处理或锻造等。这些都要求材料必须具有严格的特征，可以针对工艺上的特点进行各种特性材料的需求满足，在保证生产前提下，保证零件是符合机械设计要求的。因为零价加工必须要考虑材料是否具备耐磨和强度需要，外观上的加工可能还会具备一些特殊要求，所以根据这些不同的材料需求特征，加工材料应当在具备合理需求满足的情况下，考虑其是否具备实用性。

3.2载荷型材料选用

有时会在机械设计加工时出现材料失效的现象，甚至有时在机械运行状态下的机械零件都有可能会出现这种状态，又或者是失效抑制问题，造成这些现象的根本原因就是材料的负荷能力差异造成，因此，为了让机械更好的进行运行，不出现超出正常范围的应用状态，应当对机械设计材料严格进行掌控，做到合理性选择，尽可能的选择一些荷载能力比较良好且性价比较高的好材料。

3.3低能耗机械选材

可持续发展战略已经充分渗透于各个行业之间，机械设计这个领域的可持续发展更为重要，因此必须保证材料的选择可以满足无污染、低能耗两个应用条件。机械设计时的材料加工可以进行消耗与环保方法的重点考虑，在具备影响力较大的几个加工处理工种上严格筛选材料，比如，热处理这项工艺，它对机器设备有着非常大的寿命及性能影响，且造成严重的环境污染。因此，尽量对这项工艺过程进行规避，是明智之举。可以在设计中选择一些冷、热轧状态下依旧可以发挥良好性能的材料进行选择。如果一定要进行热处理加工，应当在材料的选择上，本着容易处理的材料，方便简化处理流程，减少污染和消耗。

3.4选择无害的材料

在机械加工中使用的材料一般都含有一些有危害性的元素，不仅影响人的身体健康，还能给环境带来非常恶劣的影响，因此在机械设计加工前，一定要对材料进行检测，尽可能的不使用含有有害成分的材料，如果由于需要必须使用一些有毒材料，一定要做好准备，在实际工作中尽量避免和人的接触，减少对人体的伤害。

3.5采取循环回收利用措施

由于金属材料在机械设计中应用非常广泛，并且金属类材料种类繁多，仅钢材料就达上百种，特别是在机械设计应用过程中，需要将多种金属材料相互混合使用，大大增加回收利用难度，严重影响废料循环利用。因此，为了提高废料的循环回收率，需要对废料进行不同种类筛选，尤其是对废料的可循环性进行深入分析。一般来说，材料的基本元素少，具有单一性，组成元素越少，循环利用率越高。

4机械设计中材料应用工作的注意要点

4.1适用性以及经济性之间的和谐统一

现阶段，机械设计材料选择环节，一个非常重要的内容，那就是要体现出经济性与适用性这两个原则。具体工作过程中，工作人员需要将材料制造方法作为选择标准之一。一般情况下，不同机械设计所需要的材料在实际技术要求方面是存在较大差异性，包括铸造工艺流程、焊接工艺流程以及切削方法等工艺要求。所以说，针对不同材料的最终应用，工作人员需要保证其性能的有效发挥，增强其使用性。同时，材料选择工作需要确保零部件性能发挥，最大限度增强材料的经济性能，使机械设计工作获得最大化经济效益。

4.2实现环保性和节能性之间的结合

目前，我国大力倡导可持续发展，最终目的在于使广大企业都可以做到工作的节能化以及环保化，并确保其贯穿于整个经营过程。在此发展形势之下，相关企业都应该严格遵循科学化的行业要求，坚持国家所规定的环保原则，真正做到方针政策的严格落实。在机械的生产及制造过程中，会有很多不可再生资源的使用，如果这些资源被过度消耗，就会为机械产品的使用埋下很大隐患，为了防止此类事件发生，在机械设计人员进行材料选择时要做好方案，坚持一定的节能环保理念，尽量选择能耗水平相对较低，且污染强度较小的材料，将其作为最主要的设计原料使用。

5结语

科学进步发展的同时，伴有的还有大量的环境污染与材料浪费问题，虽然我国工业机械化建设是不断增强的，但机械化建设的发展本身就是过量消耗和浪费的根源。为了使珍贵机械材料得到合理选择和使用，避免过度浪费和高消耗，当下坚持可持续发展方向是正确道路，希望通过本文对机械设计需求和材料特征分析的详细叙述，可以让更多的人合理选择和应用材料，另外，安全环保的绿色无污染经济适用材料，必然是今后机械化发展的新趋势。

参考文献：

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[2]李冠效，雷长贵．机械设计中的材料的选择和应用解析[J]．硅谷，2014（2）：86-87．

[3]刘秀霞．基于机械设计中材料的选择和使用分析[J]．中国机械，2015（8）．