機(jī)械工程材料應(yīng)用及前景探索

李愛軍

【摘 要】改革開放后我國的經(jīng)濟(jì)實(shí)力與科學(xué)技術(shù)水平得以迅速發(fā)展，取得舉世矚目的成績。在這些成績的取得過程中，作為國家工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)的機(jī)械工程，在對(duì)國家經(jīng)濟(jì)的推進(jìn)過程中功不可沒，并伴隨著中國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展而逐漸成長起來。在歌頌國家經(jīng)濟(jì)與科技快速發(fā)展的時(shí)候，我們還必須警醒的認(rèn)識(shí)，在我國快速發(fā)展的背后，也存在著一定問題，如環(huán)境問題，能源浪費(fèi)問題等等。有資料顯示時(shí)下我國已是世界上第一大能源消耗國家，能源的過度浪費(fèi)必然會(huì)鉗制我國經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展，因此，需要國家在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)也注意到節(jié)儉問題。

【關(guān)鍵詞】機(jī)械工程；材料；應(yīng)用；前景

1機(jī)械設(shè)計(jì)中的材料選擇

1.1功能性材料

在選擇機(jī)械材料時(shí)，要注意制造部件的不同，對(duì)于功能性質(zhì)的要求也有所不同，為此在選擇機(jī)械材料之前要詳細(xì)掌握材料的不特性，從而保證在選擇材料時(shí)能夠滿足部件的應(yīng)用需求。例如部分機(jī)械零件需要在機(jī)械制造中安裝到需要較大支撐力的部位，而部分機(jī)械零件則需要安裝在具有較強(qiáng)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(shí)，需要對(duì)設(shè)計(jì)整體結(jié)構(gòu)有一個(gè)大致的了解，同時(shí)掌握不同部位的不同功能要求，隨后在根據(jù)個(gè)性化的設(shè)計(jì)需求來選擇高性能的機(jī)械材料。

1.2合金鋼與碳素鋼材料

在進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)時(shí)，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(shí)所需要的施工成本也比較低，但是實(shí)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(yùn)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(duì)碳素鋼進(jìn)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(jī)械材料的耐磨性得到了一定的提升。在特殊的實(shí)踐操作下，將碳素鋼轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂辛己檬褂眯阅艿暮辖痄?，不但有效提高了材料的使用性能，還減少了資源的浪費(fèi)現(xiàn)象，有助于機(jī)械制造行業(yè)的綠色發(fā)展。

1.3載荷類型材料

在機(jī)械產(chǎn)品的實(shí)際運(yùn)行過程中，經(jīng)常會(huì)發(fā)生一些意外問題，例如機(jī)械的內(nèi)部零件突然無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，而產(chǎn)生這種問題的主要原因就是沒有合理選擇機(jī)械材料，導(dǎo)致材料的負(fù)載能力較差。除此之外，在機(jī)械的實(shí)際運(yùn)行過程中，機(jī)器經(jīng)常會(huì)發(fā)生突然停運(yùn)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(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中有效避免上述問題發(fā)生，促進(jìn)機(jī)械的順利運(yùn)轉(zhuǎn)，需要對(duì)機(jī)械材料進(jìn)行深入研究，在了解機(jī)械材料不同使用性能的基礎(chǔ)上計(jì)算好機(jī)械零件自身的負(fù)荷能力，從而為機(jī)械的正常運(yùn)轉(zhuǎn)提供基礎(chǔ)的保障。

1.4低消耗材料

為了促進(jìn)機(jī)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(jī)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(jìn)行生產(chǎn)制造的過程中需要選擇具有較強(qiáng)防腐能力的機(jī)械材料來應(yīng)對(duì)環(huán)境較為惡劣的施工情況，其中有的機(jī)械制造廠家會(huì)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(huì)利用噴涂方式來實(shí)現(xiàn)提高機(jī)械制造的防腐效果，然而在對(duì)機(jī)械表面進(jìn)行噴涂施工時(shí)，所產(chǎn)生的污染較大，會(huì)對(duì)自然環(huán)境造成嚴(yán)重的不良影響，從而不利于機(jī)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(jì)者要認(rèn)識(shí)到噴涂方式的不良影響，從而盡量避免使用噴涂方式來進(jìn)行防腐性操作，要通過提高機(jī)械材料的自身性質(zhì)來實(shí)現(xiàn)防腐的目的。

2節(jié)約機(jī)械工程材料的途徑

2.1節(jié)約工程施工材料以減少浪費(fèi)

各個(gè)部門和各個(gè)階層的的工作人員要嚴(yán)抓材料使用情況，結(jié)合工程實(shí)施情況進(jìn)行適量的材料發(fā)放，例如每日需要的油耗和施工用的釘子、螺絲、等常用材料進(jìn)行日工程量的四配，減少發(fā)放數(shù)量，增加發(fā)放次數(shù)。同時(shí)要進(jìn)行施工材料的分類放置和區(qū)別管理，如鋼筋與水泥、模板等材料要進(jìn)行單獨(dú)倉庫的放置，防止出現(xiàn)混亂。這些都可以在施工中減少材料浪費(fèi)的發(fā)生。

2.2對(duì)材料浪費(fèi)要加大管理力度

從管理的角度來說，需要相關(guān)的工程技術(shù)人員把握好施工材料的使用量，嚴(yán)格執(zhí)行施工方案，將可能出現(xiàn)的反攻現(xiàn)象杜絕，抓好工序質(zhì)量。管理力度要上來，施工進(jìn)度要合理安排，盡量避免間接成本的產(chǎn)生。對(duì)參與施工的勞動(dòng)力進(jìn)行合理分工，保證人員各司其職，降低做無用功.的可能性，提高生產(chǎn)效率。要求材料員對(duì)材料的節(jié)約工作和采購工作進(jìn)行加強(qiáng)，保證材料的質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)，材料的使用流程正確。對(duì)施工中的技術(shù)性和安全性問題加強(qiáng)管理，減少材料的多余使用。核算人員要嚴(yán)格掌握施工成本的波動(dòng)情況，協(xié)調(diào)好工程各方面工作并對(duì)成本的動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行核算。

2.3逐步淘汰舊材料，提高新材料應(yīng)用比例，改善用材結(jié)構(gòu)

為了能在機(jī)械工程方面做到節(jié)約，首要的便是逐步淘汰舊材料，提高新材料應(yīng)用比例，在工作過程中需要加速國家相對(duì)較新的高強(qiáng)度低合金鋼、冷成形鋼、等高效鋼的使用，在現(xiàn)實(shí)的工作過程中還需要鼓勵(lì)廠商多使用切削鋼、新型模具鋼等新材料。并且注意在一些相關(guān)的機(jī)械工作中開發(fā)更為新式的材料，逐步淘汰一些老舊材料，提高材料的使用效率減少浪費(fèi)，并需要研制一些新型材料的替代品，以及材料的可再生利用，減少對(duì)傳統(tǒng)材料和能源的依賴。在機(jī)械制造的過程中需要應(yīng)用先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，提高材料的使用效率為了更好的在機(jī)械工程中節(jié)材，需要在機(jī)械制造的過程中需要應(yīng)用先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)，提高材料的使用效率。眾所周知采用先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)不但能夠提高生產(chǎn)效率，而且還能增加所生產(chǎn)機(jī)械的精度，使得在機(jī)械工程的生產(chǎn)與制造過程中鑄、鍛件的優(yōu)質(zhì)比例不斷提高；現(xiàn)實(shí)的工作過程中還需注意，為了提高機(jī)械工程的使用年限，應(yīng)注意意對(duì)材料的表面進(jìn)行適當(dāng)處理。通過這些先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)的應(yīng)用，來不斷提高材料的使用效率，減少浪費(fèi)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械工程中節(jié)材目的。

2.4對(duì)機(jī)械材料熱處理技術(shù)進(jìn)行必要的提高

機(jī)械工程材料轉(zhuǎn)化率是否高效依賴于技術(shù)水平的高低。在機(jī)械材料生產(chǎn)中，技術(shù)核心為熱處理技術(shù)，它關(guān)系到材料生產(chǎn)的轉(zhuǎn)化率問題，工序上分為淬火和固火工序。淬火是將鋼材進(jìn)行強(qiáng)化的重要工序，要在生產(chǎn)中提高鋼材生產(chǎn)率就要對(duì)升溫和保溫階段加大精度掌握，采用雙介質(zhì)淬火和分級(jí)淬火，以減少熱應(yīng)力和相變應(yīng)力。這樣對(duì)較為復(fù)雜形祆的材料可以降低變形或開裂的發(fā)生。對(duì)高精度要求的小部件材料或高合金鋼較大截面零件可使用等溫淬火，使鋼材的內(nèi)應(yīng)力最大程度上降低，達(dá)到無變形水平。鋼材經(jīng)過淬火，需要通過回火技術(shù)來消除鋼材內(nèi)應(yīng)力，達(dá)到符合要求的水平。淬火后的鋼材需要進(jìn)行回火才能正常使用，消除鋼材中不穩(wěn)定組織如馬氏體和殘余奧氏體的存在，回火能夠帶來高強(qiáng)度，可以保證零部件的精度、硬度和韌性。

3結(jié)束語

當(dāng)前，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展與進(jìn)步，計(jì)算機(jī)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(jì)、可靠性分析以及價(jià)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(shí)用價(jià)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(jì)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(jìn)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(jī)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。

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