機(jī)械設(shè)計(jì)中的材料選擇與應(yīng)用

嵇昌文

摘 要：探究機(jī)械設(shè)計(jì)中材料的選擇和應(yīng)用，將原材料發(fā)揮到最大作用，使其具備可持續(xù)性和環(huán)保性，才能不斷提高機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)的整體效益，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)利益增長，實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，所以機(jī)械設(shè)計(jì)材料的選擇與應(yīng)用具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文分別分析了機(jī)械設(shè)計(jì)中材料選擇和機(jī)械設(shè)計(jì)中材料應(yīng)用，希望在實(shí)踐當(dāng)中具有借鑒作用。

關(guān)鍵詞：機(jī)械設(shè)計(jì);材料選擇;材料應(yīng)用

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，給我國機(jī)械生產(chǎn)加工行業(yè)帶來了發(fā)展機(jī)遇，機(jī)械化生產(chǎn)的普遍發(fā)展使機(jī)械設(shè)備需求量增大，機(jī)械設(shè)計(jì)材料也出現(xiàn)稀缺狀態(tài)，而要滿足各個(gè)行業(yè)機(jī)械發(fā)展需求，就需要大量的原材料，材料供需產(chǎn)生矛盾，導(dǎo)致應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中的材料進(jìn)一步減少，而想要做好機(jī)械設(shè)計(jì)，原材料是重要的基礎(chǔ)元素，只有有效解決原材料的供應(yīng)問題，才能夠保障機(jī)械設(shè)計(jì)的順利進(jìn)行。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)中的材料選擇分析

機(jī)械設(shè)計(jì)中，材料選擇是機(jī)械設(shè)計(jì)工作的重要環(huán)節(jié)，材料質(zhì)量對整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)工作質(zhì)量起到至關(guān)重要的作用，而材料選擇應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持以下兩個(gè)原則，第一是選擇材料時(shí)必須要嚴(yán)格根據(jù)機(jī)械性能進(jìn)行選擇，保障材料物理性能和化學(xué)性能的穩(wěn)定性，第二是在選擇材料時(shí)應(yīng)當(dāng)兼顧經(jīng)濟(jì)性，可操作性，同時(shí)還要考慮到工人使用時(shí)的安全性，機(jī)械設(shè)計(jì)中的材料選擇可以總結(jié)為以下幾點(diǎn)：

1.1金屬材料選擇

碳鋼的選擇，機(jī)械設(shè)計(jì)材料中碳鋼具有明顯的優(yōu)勢，碳鋼具有很好的力學(xué)性能，同時(shí)對環(huán)境腐蝕要求較低，所以在機(jī)械設(shè)計(jì)材料當(dāng)中，碳鋼的應(yīng)用十分廣泛，包括化學(xué)機(jī)械設(shè)備也常常使用碳鋼材料，特別是在常溫條件下，碳鋼能夠?qū)σ旱?，濃硫酸等具有很好的承裝效果，所以碳鋼材料可以應(yīng)用于化工生產(chǎn)，在涉及低濃度濃硫酸，含水量較低液氮類的機(jī)械時(shí)可以應(yīng)用碳鋼材料，碳鋼材料與其他金屬材料相比，價(jià)錢更低，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益，所以應(yīng)用十分廣泛。

不銹鋼的選擇，機(jī)械設(shè)計(jì)材料選擇應(yīng)當(dāng)充分考慮到機(jī)械設(shè)備的防腐蝕性，不銹鋼材料能夠在接觸酸堿鹽，活性氣體時(shí)，避免鐵離子污染，提高設(shè)備抗腐蝕性，延長設(shè)備壽命，所以不銹鋼材料也在機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中應(yīng)用十分廣泛。

其他金屬材料的選擇，機(jī)械設(shè)計(jì)除了選擇碳鋼材料和不銹鋼材料，也可以選擇欽材和合金，特別是欽合金抗腐蝕性強(qiáng)，強(qiáng)度高，可以應(yīng)用于氯化鹽或強(qiáng)堿中，而鎳合金材料更適用于高溫條件下運(yùn)作的機(jī)械設(shè)備。

1.2使用性要求

在機(jī)械設(shè)計(jì)材料選擇過程當(dāng)中，也應(yīng)當(dāng)堅(jiān)持使用性要求，根據(jù)機(jī)械特點(diǎn)選擇合適性能和材質(zhì)的材料才能夠延長機(jī)械的使用壽命，保障機(jī)械設(shè)計(jì)質(zhì)量，但是在現(xiàn)實(shí)應(yīng)用當(dāng)中，由于不同零件選材，要求不同，所以應(yīng)當(dāng)因地制宜的進(jìn)行材料選擇，例如有的材料需要較高硬度，而有些材料需要耐磨性，除此之外，也有一些零件要考慮美觀度，所以一定要遵循零件作用進(jìn)行選擇。

1.3環(huán)保性原則

機(jī)械設(shè)計(jì)材料也應(yīng)當(dāng)選用無害材料，加強(qiáng)材料可循環(huán)利用和回收處理效率，往往在機(jī)械設(shè)計(jì)的過程當(dāng)中會(huì)產(chǎn)生危害人體的元素，而且也會(huì)對環(huán)境造成污染，所以選擇材料時(shí)一定要考慮到安全性，選擇對于人體和環(huán)境友好的無害型材料，避免對人體造成危害，除此之外，考慮到大部分機(jī)械設(shè)計(jì)中選用的材料都屬于金屬鏈材料，金屬類材料種類繁多，若混合使用則大大增加了回收難度，降低了廢料的循環(huán)利用率，所以在選擇材料時(shí)，盡可能選擇具有單一性的合金來制造零件，降低合金組成元素的復(fù)雜性，從而提高材料的循環(huán)利用率。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)中的材料應(yīng)用

2.1堅(jiān)持適用性和經(jīng)濟(jì)性相統(tǒng)一

機(jī)械設(shè)計(jì)材料選擇對于提高工作質(zhì)量具有至關(guān)重要的作用，所以材料零部件制造過程當(dāng)中應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格按照參數(shù)指標(biāo)進(jìn)行加工，例如，在鑄造工藝環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)關(guān)注到材料高流動(dòng)性，高收縮性和高吸氣性的特點(diǎn)，而焊接工藝則更關(guān)注于沖壓性特點(diǎn)，熱處理要注意過熱敏感性和淬透性，切削工藝環(huán)節(jié)應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)切削工作的可操作性，只有加強(qiáng)機(jī)械設(shè)計(jì)和制造工藝，才能夠提高機(jī)械設(shè)計(jì)材料的適用性，除此之外，要更要關(guān)注的是經(jīng)濟(jì)性，特別是在零部件加工時(shí)，不僅要充分考慮到零部件的性能，而且也應(yīng)當(dāng)充分考慮零部件成本，做到適用性和經(jīng)濟(jì)性相統(tǒng)一。

2.2加強(qiáng)環(huán)保性和節(jié)能性相統(tǒng)一

隨著生態(tài)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)當(dāng)中也應(yīng)當(dāng)充分考慮到環(huán)境效益，所以機(jī)械設(shè)計(jì)材料一定要注重環(huán)保性和節(jié)能性選擇，相關(guān)工作人員應(yīng)當(dāng)關(guān)注到不可再生能源雖然應(yīng)用范圍廣泛，但是數(shù)量稀少，不利于可持續(xù)發(fā)展，在材料選擇時(shí)應(yīng)當(dāng)提升環(huán)保意識(shí)，最大程度的節(jié)約原材料消耗和浪費(fèi)，降低經(jīng)濟(jì)成本，例如在機(jī)械設(shè)計(jì)材料選擇過程當(dāng)中鑄件環(huán)節(jié)，80%的鑄件生產(chǎn)成本是筑建階段5%左右的成本就可以決定的，所以加強(qiáng)環(huán)保性和節(jié)能性相統(tǒng)一，能夠最大程度的降低能源的浪費(fèi)。

結(jié)束語：

隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)行業(yè)的要求更加全面具體，機(jī)械設(shè)計(jì)材料選擇與應(yīng)用的地位越來越重要，在機(jī)械設(shè)計(jì)材料選擇和應(yīng)用過程當(dāng)中，只有兼顧好材料的使用性能和經(jīng)濟(jì)性能，將環(huán)保性能和節(jié)能性能高度統(tǒng)一，才能夠提高機(jī)械設(shè)計(jì)材料選擇的科學(xué)性，所以在實(shí)踐工作當(dāng)中應(yīng)當(dāng)根據(jù)設(shè)備需求，科學(xué)合理的進(jìn)行機(jī)械設(shè)計(jì)材料選擇和應(yīng)用，提高機(jī)械設(shè)備的使用壽命，不斷降低生產(chǎn)成本。

參考文獻(xiàn)：

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