機械設(shè)計材料的選擇及其應(yīng)用體會探討

馮永勝　鄒家柱

摘要：經(jīng)濟全球化、一體化進程加快，現(xiàn)代化的科技水平進一步提升都為機械設(shè)計行業(yè)的發(fā)展提供了更為良好的發(fā)展環(huán)境。尤其是工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，對設(shè)計行業(yè)發(fā)展提出了更高的要求的同時，也為其發(fā)展創(chuàng)造了不可多得的機遇。機械設(shè)計過程中的材料選擇與使用是機械設(shè)計的重要基礎(chǔ)和前提，面對新的社會發(fā)展環(huán)境以及材料市場的不斷豐富，針對機械設(shè)計材料的選擇也應(yīng)當(dāng)更為慎重。本文針對機械設(shè)計材料的選擇以及應(yīng)用問題進行深入探究、分析。

社會的不斷進步需要建立在城市化建設(shè)和社會的綜合發(fā)展基礎(chǔ)上，機械行業(yè)在這個過程中具有十分重要地位。因此，需要不斷完善機械設(shè)計行業(yè)的管理工作尤其是機械設(shè)計當(dāng)中材料選擇應(yīng)用工作。面對新的社會發(fā)展環(huán)境和形勢，機械設(shè)計行業(yè)發(fā)展也面臨新的問題和表現(xiàn)出新的發(fā)展特征，加強對關(guān)鍵環(huán)節(jié)和步驟的改進和提升能夠促使機械設(shè)計行業(yè)快速發(fā)展。

1.機械設(shè)計過程中對設(shè)計材料選擇重要性

我國工業(yè)化發(fā)展進程中，相關(guān)的機制體制不斷健全，工業(yè)生產(chǎn)體系不斷完善，工業(yè)發(fā)展步入正軌的同時機械設(shè)計和工業(yè)加工面臨新的發(fā)展問題。隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展使得社會對機械的總需求增加，這就在很大程度上造成了設(shè)計材料的短缺。作為機械設(shè)計的基本元件，只有保障元件的供應(yīng)量才能形成有效的生產(chǎn)鏈條，實現(xiàn)機械設(shè)計行業(yè)的快速發(fā)展。因此，面對這種情況，有效的機械設(shè)計材料選擇能夠在很大程度上促進機械設(shè)計行業(yè)的發(fā)展，提高工作效率。一方面，開展工作的過程中應(yīng)當(dāng)選擇更符合實際需要的設(shè)計材料；另一方面，為了不斷的節(jié)省建筑材料，實現(xiàn)綠色生產(chǎn)，保護自然資源環(huán)境，設(shè)計材料應(yīng)當(dāng)考慮采用經(jīng)濟型和環(huán)保型材料。以良好完成機械設(shè)計相關(guān)工作，穩(wěn)步推進機械設(shè)計行業(yè)的快速發(fā)展為目標。

2.機械設(shè)計過程材料選擇內(nèi)容

機械設(shè)計材料的選擇工作中，應(yīng)當(dāng)考慮材料選擇是否符合實際需要。機械設(shè)計材料的選擇往往對機械設(shè)計過程中零件的加工質(zhì)量以及企業(yè)的生產(chǎn)成本產(chǎn)生重要影響?；谶@種情況，在進行機械零件以及相關(guān)產(chǎn)品的設(shè)計過程中，針對機械材料的選擇是機械設(shè)計整個過程中十分重要的一環(huán)。到目前為止，機械設(shè)計材料的選擇往往主要是根據(jù)相同零件選材情況對機械設(shè)計材料進行選擇。但是這種傳統(tǒng)的選擇工作往往存在著十分嚴重的問題，因此，改善機械設(shè)計材料選擇工作十分必要。

2.1機械設(shè)計材料選擇應(yīng)當(dāng)具有實用性

機械設(shè)計材料選擇過程中應(yīng)當(dāng)遵循一定的原則，這其中材料的實用性是機械材料選擇過程中應(yīng)當(dāng)遵循的最基本要求。同時應(yīng)當(dāng)看到，機械設(shè)計材料選材過程中堅持實用性要求和原則更是確保零件質(zhì)量的重要前提和基礎(chǔ)。零件的用途不同，在選材的過程中參照的標準就不盡相同，基于這種情況，材料選擇也應(yīng)當(dāng)根據(jù)實際用途選擇性能材質(zhì)不同的材料。一些零件本身對材料的強度有特別的要求，另外一些零件就需要增加抗磨性，有的零件可能只是為了美觀的需要，因此，材料的選擇可能表現(xiàn)出多樣性。選材過程中應(yīng)當(dāng)堅持實用性原則，根據(jù)零件的實際需要和使用情況進行選材，才能更好的為機械設(shè)計服務(wù)。

2.2機械設(shè)計材料選擇應(yīng)當(dāng)從載荷類型出發(fā)

經(jīng)過相關(guān)實驗，得出數(shù)據(jù)表明，機械設(shè)計當(dāng)中的零件出現(xiàn)失效的主要原因大多是因為機械材料本身的抗載荷能力降低造成的。同時也應(yīng)當(dāng)看到，機械零部件本身同樣具有應(yīng)用性，這種應(yīng)用性也能夠?qū)馆d荷能力降低起到有效的抑制作用。針對兩者之間的矛盾關(guān)系討論分析，機械設(shè)計材料選擇過程中應(yīng)當(dāng)將機械材料的載荷能力作為材料選擇的重要參照指標。

本文現(xiàn)從幾個方面對機械設(shè)計材料的載荷性能進行簡要論述：

（1）當(dāng)機械材料零部件在外載荷力的作用下發(fā)生彎曲或者扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象時，材料的表層會集

中大部分應(yīng)力，在這種情況，材料表層的性能直接決定著對材零部件實效性的抑制效果。因此，在機械設(shè)計的選材過程中，可以選擇適合調(diào)質(zhì)的中碳鋼，整體調(diào)質(zhì)，然后表面淬火等熱處理工藝。使零件內(nèi)部具有較高綜合機械性能，表面高硬度，從面滿足實際使用要求，提高零件壽命。

（2）對那些單純承受拉伸或者壓縮能力的材料零件，由于外載荷作用力會分布在整個零部件的橫截面，所以在進行機械設(shè)計的過程中，適宜選擇性能分布均勻的材料，或選擇合適的材料進行相應(yīng)的熱處理，使材料具有均勻的晶粒。

2.3機械材料選擇當(dāng)中的碳素鋼與合金鋼

碳素鋼作為機械材料當(dāng)中使用率相對高的一種材料，具有十分明顯的優(yōu)勢。但是這種材料也具有缺陷，如碳素鋼的強度較差，韌性不足。為了能夠彌補這種材料在使用過程中的不足，在碳素鋼中加入一定量的合金元素就能有效的改善這種材料的性能，形成一種新的合金鋼。

合金鋼本身具有十分明顯的剛強度以及韌性的特征，這為提高機械設(shè)計材料的性能具有重要幫助。

2.4機械材料選擇應(yīng)當(dāng)關(guān)注人力健康

在進行設(shè)計的過程中材料的選擇應(yīng)當(dāng)盡可能選擇無害或者是對人體的危害相對更小的材料。甚至選擇對自然環(huán)境造成破壞較少的材料。離子狀態(tài)存在的Cr+6是各種合金元素中對人體毒害最大的元素，其他的As、N1等也會對人體產(chǎn)生傷害。含有這些元素的材料被廢棄后，會污染、水源和土壤，直接造成人體危害或者對生態(tài)造成破壞。類似于這類會對人體產(chǎn)生危害的材料，在選擇時要盡量慎重，避免材料選擇不當(dāng)造成的人體傷害。

2.5機械設(shè)計過程中的材料回收

機械材料種類繁多，每一個類型的材料當(dāng)中可能就有近百種的材料，因此，針對機械材料應(yīng)當(dāng)形成系統(tǒng)的循環(huán)利用。針對不同類型的材料應(yīng)當(dāng)采用不同方式進行回收。但是目前而言，我國的機械設(shè)計材料回收系統(tǒng)不健全，材料往往混在一起，為回收利用造成困難。同時更為循環(huán)利用提高了難度。因此，在進行機械材料的選擇過程中也應(yīng)當(dāng)將材料的循環(huán)利用問題納入考慮的范圍之內(nèi)，這樣既能降低成本，又能減少對環(huán)境造成的破壞，緩解資源環(huán)境壓力。

3.結(jié)語

綜上所述，社會進一步發(fā)展，使得機械設(shè)計行業(yè)既面臨機遇同時又面臨挑戰(zhàn)。因此，加快機械設(shè)計行業(yè)的發(fā)展腳步，同時進行創(chuàng)新與改革十分必要。機械設(shè)計行業(yè)中的材料選擇工作與應(yīng)用是行業(yè)發(fā)展的重要前提，更是關(guān)系到設(shè)計工作和產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵所在。因此，在開展具體的工作過程中應(yīng)當(dāng)不斷提高設(shè)計材料選擇和應(yīng)用的能力.

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