机械工程材料选用研究

机械工程材料选用研究

李晟

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【摘要】：机械制造业是国民经济的支柱产业，是现代社会生产的重要支柱。随着科学技术的不断进步，人们对机械产品的质量、性能和可靠性提出了越来越高的要求，材料的使用也产生了重大的影响和挑战。因此，在新时代背景下，我国机械工程材料的应用已成为必然趋势。

关键词：机械工程、材料选择、因素分析

简介：机械设备是现代工业生产必不可少的组成部分之一。在国民经济发展过程中，机械工程材料的应用越来越广泛。它不仅可以提高劳动生产率，还可以降低产品成本，改善工人的工作条件。因此，它的使用范围非常广泛，如各种工程建筑、厂矿等。目前我国机械工程研究主要是理论和技术研究，实践研究较少。

一、机械工程材料的选用

随着社会的发展和科技的进步，人们对机器的需求越来越大，而机械工程材料在使用这些材料中扮演着重要的角色。这是一种新型塑料高强度材料，它有许多优良的特性。可与高温合金等其他材料成功结合，耐腐蚀、耐疲劳、耐冲击、耐用研磨、抗老化、高硬度、低表面能等。当今时代，随着我国经济的高速增长和人民生活水平的不断提高，对材料的要求也越来越严格，质量对机械工程提出了更高的标准和更高的技术要求让我们的制造业拥有更大的市场空间。

1 材料选择的重要性

现代工业流程对机械设计行业提出了新的要求，材料的选择在机械设计中非常重要。合理选用机械工程材料，可以充分发挥工程材料的潜在性能，保证材料具有优良的加工性能，达到理想的使用性能，提高产品零件的质量，提高工程节约材料，降低生产成本。产生很大的影响。就如何合理选择机械工程材料，我将分享个人的看法，并提出建议与同行们共同探讨。

2 选材原则

选材的一般原则是：工作条件决定性能要求，要考虑材料的加工工艺，考虑材料经济学，努力将所有成本的总和降至最低。归根结底，就是“材料性能足、工艺性能好、供应有保障、经济性合理”。

3 机械工程材料

(1)金属材料的分类我国主要有铁、铝、铜等合金，以及其他各种非晶质材料。铝是最常见的金属，具有低密度、高比强度、高耐磨性、高导热性、高耐腐蚀性，易于加工成各种形状和复杂的表面结构。钛是最常用的，虽然它具有存在的优势虽然它是一种化学性质比较活泼的金属，在高温下容易氧化，但硬度低，耐磨性高，价格低廉，因此被广泛用于制造机械零件。(2) 其他非晶材料的种类及用途除上述用途外，我们设计的还有许多其他非晶材料。例如，钛及其氧化物是一类非常重要的非晶元素，其低熔点使其非常适合用作发动机衬套。它还含有碳化硅，不仅可以用作汽车的衬套，还可以用于生产不锈钢框架。此外，还可以与铁或铜复合板，以满足不同的使用要求。

4 选材技术

选材是机械工程材料的重要组成部分，选材过程中应根据不同的应用要求进行合理的选择和利用。在选择材料时，应考虑经济性，尽量减少成本，同时注意材料的安全性和耐用性。(1)金属强度金属的硬度主要取决于其抗压能力，但其耐腐蚀性也不容忽视。一些难熔合金，如钛和镍，会影响抗热震性，因此必须仔细选择此类材料，使用高韧性钢。(2)陶瓷的耐磨性，是指陶瓷的脆性和硬度的程度，一般来说，陶瓷与基体的接触面积越大，脆性和硬度越好。因此，在选择时，应优先选用不易烧结的材料，而不是易烧结的材料。这样可以提高基体的力学性能，从而提高力学性能。

二、选材方法

1 综合性能指标分析，综合考虑选材原则

在机械工程实践中，大部分零件在各种应力条件下运行，每个零件的应力取决于零件的使用条件。因此，在选择材料时，应以零件最重要的性能要求作为选材的主要标准。综合考虑零件的强度、刚度、磨损、温度和耐腐蚀性。

2 结合实际代表性零件的选材方法类比分析

机械制造中具有不同性能要求的零件种类很多，满足这些零件性能要求的材料也很多。每种材料都有自己的特点，但金属材料往往因其优越的综合力学性能而被广泛使用。下面就一些典型零件进行简要分析，进一步说明如何合理选材。

(1)机床齿轮。机床用齿轮所需的疲劳强度主要是弯曲疲劳强度，要求具有较高的耐磨性、足够的冲击韧性和良好的切削加工性。中碳钢表面淬火低温回火即可满足要求，低碳钢渗碳后表面淬火低温回火即可满足性能要求。当然，如果用38CrMoAl做机床齿轮的氮化处理，在很多情况下是可以充分利用的。下面我们就以上三种材料的选择和加工方法进行比较，考虑一下它们的经济效益，感应表面淬火最便宜，其次是渗碳，氮化工艺最贵。

(2)轴类零件。轴类零件在机械工程中也有广泛的应用，轴材料必须满足刚度、强度、耐磨性和耐腐蚀性的要求，最常用的轴材料是碳钢和合金钢。碳钢比合金钢便宜，而且对应力集中更敏感。敏感性低，可通过热处理提高耐磨性和抗疲劳性，综合机械性能高。合金钢比碳钢具有更高的机械性能和更好的淬透性，但更昂贵且更容易受到应力集中的影响。相比之下，常见的轴材料是45钢，非关键或小力轴由普通碳钢制成，如Q235或Q255。 20Cr、20CrMnTi等低碳合金钢可用于传递大功率要求重量轻、体积小、耐磨性高的轴，以及在特殊条件下使用的轴。

(3) 机体零件。机体零件是机器的基础部分，机器的很多部件都附在机体上，有些部件还在机体的导轨上运动。因此，机身是整机装配和调整的基准，机器各部分的相互位置精度，部分零件的运动精度，直接关系到机身本身的精度。尽管由于机体各部分的功能不同，结构形状往往有很大差异，但结构仍具有一些共同特征。

三、机械工程选材的适用性

虽然国家比较大，但实际上在使用过程中，人们对机械工程的认识不足，一定程度上影响了发展和进步。因此，必须不断改进和提高，才能更好地适应社会的需要。还要注意与其他材料的结合，使机器的性能进一步增强和提高。总的来说，在现阶段，随着科技的飞速进步，各个领域都开始走向智能化，而机械工程作为一个新兴的领域，能力非常强。对于我们来说，不仅要考虑实用性，还要考虑美观性。目前，我国很多企业在生产中都使用机械工程材料。这显着降低了成本并带来了经济效益。

结论：综上所述，材料选择是机器制造过程中非常重要的环节之一。在整个设计过程中必须谨慎选择材料，因为它直接影响产品质量和性能。不同的工作环境对材料有不同的要求，因此要从实际出发，合理选择，使生产出来的零件更加人性化。为了使选材更加科学，既要考虑经济因素，尽量减少不必要的浪费和成本，同时要注意原材料的消耗，避免损失过大。

参考文献

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