機械工程材料應(yīng)用現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢

狄博

摘 要：人類的發(fā)展史離不開材料，材料跟我們的生活信息相關(guān)，生產(chǎn)技術(shù)的提升和生活水平的提升都離不開各種材料的使用。在機械工程當(dāng)中，材料也起到了關(guān)鍵作用，在機械工程當(dāng)中鋼材應(yīng)用最廣，占到了全部材料的70%以上，但是目前機械工程中的材料浪費情況特別嚴重，這也就造成了鋼材的巨大浪費，鋼材可以說是人類的重要材料之一，鋼材的缺乏會嚴重影響人類發(fā)展進步的角度，但是隨著近幾年鋼材替代材料的不斷發(fā)展，對于鋼材材料浪費的情況已經(jīng)得到了很好的緩解，但是其緩解程度還遠遠不夠。

關(guān)鍵詞：機械工程；材料節(jié)約；現(xiàn)狀；途徑

1 機械設(shè)計中的材料選擇

1.1功能性材料

在選擇機械材料時，要注意制造部件的不同，對于功能性質(zhì)的要求也有所不同，為此在選擇機械材料之前要詳細掌握材料的不特性，從而保證在選擇材料時能夠滿足部件的應(yīng)用需求。例如部分機械零件需要在機械制造中安裝到需要較大支撐力的部位，而部分機械零件則需要安裝在具有較強耐磨要求的位置。有的零件則是需要具備良好的外觀條件，主要的作用就是美化作用。由此我們可以看出在選擇安裝零件時，需要對設(shè)計整體結(jié)構(gòu)有一個大致的了解，同時掌握不同部位的不同功能要求，隨后在根據(jù)個性化的設(shè)計需求來選擇高性能的機械材料。

1.2合金鋼與碳素鋼材料

在進行機械設(shè)計時，所使用的最為普遍的金屬材料就是碳素鋼材料。碳素鋼這種材料的加工過程十分簡單，同時所需要的施工成本也比較低，但是實際應(yīng)用范圍卻有所限制。碳素鋼的硬度和韌度都比較差，因此不適合大尺寸零件的加工過程。而在這總情況下，合金鋼應(yīng)運而生，相關(guān)研究人員通過將合金元素添加到碳素鋼的制造之中，從而產(chǎn)生合金鋼，有效提高了碳素鋼自身的硬度和韌性，這一過程就如同對碳素鋼進行了淬透作用。除此之外，合金鋼在碳素鋼的基礎(chǔ)上還使機械材料的耐磨性得到了一定的提升。在特殊的實踐操作下，將碳素鋼轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂辛己檬褂眯阅艿暮辖痄摚坏行岣吡瞬牧系氖褂眯阅?，還減少了資源的浪費現(xiàn)象，有助于機械制造行業(yè)的綠色發(fā)展。

1.3載荷類型材料

在機械產(chǎn)品的實際運行過程中，經(jīng)常會發(fā)生一些意外問題，例如機械的內(nèi)部零件突然無法正常運轉(zhuǎn)，而產(chǎn)生這種問題的主要原因就是沒有合理選擇機械材料，導(dǎo)致材料的負載能力較差。除此之外，在機械的實際運行過程中，機器經(jīng)常會發(fā)生突然停運的事件，而出現(xiàn)這種問題的原因就是材料荷載力的影響。因此為了機械在運轉(zhuǎn)過程中有效避免上述問題發(fā)生，促進機械的順利運轉(zhuǎn)，需要對機械材料進行深入研究，在了解機械材料不同使用性能的基礎(chǔ)上計算好機械零件自身的負荷能力，從而為機械的正常運轉(zhuǎn)提供基礎(chǔ)的保障。

1.4低消耗材料

為了促進機械制造產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，在選擇和使用相關(guān)機械材料過程中應(yīng)該在最大程度上使用環(huán)保節(jié)能型材料。比如部分產(chǎn)品在進行生產(chǎn)制造的過程中需要選擇具有較強防腐能力的機械材料來應(yīng)對環(huán)境較為惡劣的施工情況，其中有的機械制造廠家會選擇塑料質(zhì)量或是不銹鋼等材料，而有的生產(chǎn)廠家則會利用噴涂方式來實現(xiàn)提高機械制造的防腐效果，然而在對機械表面進行噴涂施工時，所產(chǎn)生的污染較大，會對自然環(huán)境造成嚴重的不良影響，從而不利于機械制造整體操作環(huán)節(jié)的可持續(xù)發(fā)展。由此相關(guān)設(shè)計者要認識到噴涂方式的不良影響，從而盡量避免使用噴涂方式來進行防腐性操作，要通過提高機械材料的自身性質(zhì)來實現(xiàn)防腐的目的。

2 機械工程材料節(jié)約方法途徑

2.1提升設(shè)計水平

提升設(shè)計水平可以說是我們第一個要做的，在現(xiàn)有條件下只有通過提升設(shè)計水平才能夠最快的起到節(jié)約材料的效果。在提升方面我們要大力的推廣新設(shè)計技術(shù)，大力發(fā)展計算機等優(yōu)秀設(shè)計方法。設(shè)計人員的水準(zhǔn)也是提升關(guān)鍵，提升設(shè)計人員的基礎(chǔ)知識的同時也要保證設(shè)計人員接觸到最新的設(shè)計理念。同時設(shè)計人員應(yīng)該時刻了解最新材料，以便節(jié)約現(xiàn)有材料。

2.2加強管理避免人為浪費

在進行機械工程施工的過程中，技術(shù)人員應(yīng)該抓好技術(shù)實施過程，把控材料的使用狀況，避免因為技術(shù)失誤而造成的材料浪費。管理人員應(yīng)該加強管理，保證工人的工作效率和工作質(zhì)量，避免因為工人施工質(zhì)量而產(chǎn)生的材料浪費了，同時做好各部門協(xié)作也有利于避免一些因為材料浪費。

2.3采用先進材料加工技術(shù)

加工技術(shù)的落后也是我國目前造成材料浪費的主要問題之一，所以對于材料加工技術(shù)的提升也能夠幫助節(jié)約材料。采購一些較為先進技的機械加工設(shè)備，例如將普通車床更換為數(shù)控車床，這樣一來不僅可以降低材料的消耗，還可以大大的提升加工速度，從而節(jié)約了材料的情況下也節(jié)約了時間，大大降低了企業(yè)的制造成本，同時也能夠降低工人工作強度。

2.4推廣使用新式材料

雖然不同的材料擁有不同的特性，但是許多材料是擁有共同性的，特別是一些新式材料，這些材料能夠極大的節(jié)約現(xiàn)有機械加工材料。例如，一些新式材料具有鋼材的強度，但是加工手段上要比鋼材容易許多，加工的簡易也就意味著加工損耗的減少，從而節(jié)約材料。并且一些新式材料有著比現(xiàn)有材料更好耐腐蝕性，這種特性可以讓材料使用周期更長，從而避免了因為經(jīng)常更換零件而產(chǎn)生的額外材料消耗。

2.5加大再制造工程的使用

再制造工程也是目前主要的一個發(fā)展放向，國內(nèi)外都將其列為今后發(fā)展的主要領(lǐng)域之一，再制造工程可以將原有報廢或者長期使用材料進行處理，將這些材料喪失的特性重新“喚醒”，從而達到使用要求。這樣就可以將原有材料的壽命增加，從而實現(xiàn)材料的節(jié)約。通過一些現(xiàn)有再制造的實例來看，有很多再制造材料都能夠安全使用，并且有很多材料都取得了比以前更加優(yōu)秀的效果。

結(jié)束語：

當(dāng)前，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進步，計算機技術(shù)與其它學(xué)科也已經(jīng)被越來越多地引入到了材料領(lǐng)域的選擇上，比如：數(shù)理統(tǒng)計、可靠性分析以及價值分析等，人們逐漸開發(fā)出了一些帶有規(guī)律的選材方法。尤其是參照了相關(guān)指標(biāo)之后，更加具有了相應(yīng)的實用價值，使得材料的選擇工作更加科學(xué)化與合理化。此外，伴隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和云計算技術(shù)的飛速發(fā)展，選材工作已經(jīng)變得更加的方便快捷。相信，隨著材料技術(shù)和信息技術(shù)的進一步發(fā)展，必將有越來越地新技術(shù)被廣泛地應(yīng)用到材料的優(yōu)化選擇上，未來機械材料的選擇將變得更加方便快捷、精確可靠，從而在工程建設(shè)中發(fā)揮出越來越重要的作用。

參考文獻

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（作者單位：萬都（沈陽）汽車零部件有限公司）