机械设计中材料的选择及应用

导语：机械设计中材料的选择及应用一文来源于网友上传，不代表本站观点，若需要原创文章可咨询客服老师，欢迎参考。

摘要：在中国大陆工业的现代化进程中，机械工程设计几步更快，而机械工程设计应用在此过程中也获得了更广泛的科学技术应用。但随之而来的，则是严重消耗机械设计材料这一问题，甚至不少机械材料都难以对现代机械设计的需求予以满足。对新能源予以开发利用，并且在具体的机械设计应用活动中讲究“可持续发展”变成了如今机械设计中的一个“发展趋势”。

关键词：机械设计；材料选择；应用

1机械设计选材的重要意义

随着世界经济一体化，大量机械开始应用到城市建设中，其规模正不断扩大，正在逐步占据了国民经济发展进程中的“关键位置”。在机械工程行业经济效益不断提升过程中，国民经济发展也获得了相应保障。在当前，随着机械方面原材料的消耗量不断加大，我国不得不面对该方面的资源短缺。目前，很多机械设计中所涉及到的原材料难以对加工需求做出满足。由此可见，实现机械设计选材的“生态化”已经是势在必行。

2在机械工程设计中设计材料的选择和应用应注意的事项

2．1注重选材的经济性与适用性

在机械工程设计这一活动中，首先要关注其材料的经济性与适用性，就设计人员而言，有必要对与其设计活动有关的各种铸造、生产、装配、焊接之类工艺加以“综合分析”，遴选其中高质量、低价值的机械材料。以此来保证材料能够和设计需求相互契合，有效地展示出机械设计中各种材料的功能，比方说:在机械铸造的过程中，材料的有关性能应得到保障，如收缩性、流动性、吸气性与偏折性等。但是锻造工艺却不同，其应得到保障的性能包括的断后冷却性、冷墩性、可锻性、冲压性，其焊接工艺有着较高的材料敏感性、适用性要求。而机械加工材料又因为其特性各异，使得机械设计工艺获得了不小的选择空间，在满足工艺需求这一前提之下，对材料的各种特性加以把握便成为了机械工程发展的一个主要方向。在对机械设计材料适用性有做掌握之后，还应将之和工程预算予以“结合考虑”。一方面要获得达标的选材质量，另一方面也应对材料价格的经济实惠性作出保证。而对于机械材料中可循环利用者，则应尽可能加以循环利用。

2．2注重选材的节能性和环保性

在如今，“节能环保”已经成为了一个重要的话题，在科学技术迅速进步、社会经济发展过程中，资源方面也越来越多地面临消耗与破坏，以至于环境问题愈演愈烈。目前，国民愈发具备经济环保意识，以至于社会热议环境保护话题———资源消耗、环境破坏都是其中重点环节，而作为讲究“可持续发展”的目前社会，往往必然忌惮生产资源过度消耗这一问题。故而机械设计选材在如今更应讲究环保性和节能性。其间从业者必须坚持“可持续发展”这一策略，尽最大可能来选用低污染、低能耗的工程材料(前提是保障设计需求)，采取合理选材、合理设计的方式，尤其对不可再生资源加以节约，以此来实现高效资源利用。

2．3选材的可持续性发展

在整个机械设计选材活动中，首先要讲究发展的“可持续性”，尤其要在机械工程设计方面更应如此。尽最大努力从设计需求出发，结合材料特性实现设计应用，保证对应用材料潜力充分挖掘。

3机械设计中材料的选择和应用

3．1实用性机械材料的选择应用

在机械设计中，选择应用材料这一活动首先要对机械材料的实用性做出考虑。在设计中，首先要从设计工艺指标来选择材料，并进一步做出铸造、切削、加工、热处理之类一系列活动，而上述工艺又会对其材料特征产生不低的要求，应讲究材料和工艺要求之间的“契合”，一方面保证生产需求，另一方面保证零件加工和设计需求相互符合。其加工活动尤其要讲究材料的耐磨、强度两方面，并且对加工后外观也会产生很多特殊要求，这就要求从零件需求特征出发，遴选能够满足加工需求的材料。

3．2载荷类型机械材料的选择应用

在加工过程中失效现象往往难以避免，而在机械零件运行过程中，抑制失效问题也随之而来，究其原因，多来自于的材料负荷能力差异。为对机械设计正常应用做出保证，这就需要对材料选择应用加以严格掌控。为此，选材时应对材料荷载能力做出重点估算，合理选择优质材料。

3．3低消耗机械材料的选择应用

中国大陆各行各业几乎都应用了可持续性发展战略，就机械设计层面而言，其首先要求设计选材和应用要讲究无污染、低消耗。机械设计这一活动中，加工处理材料的活动也应讲究“低消耗”和“环保”。在此过程中，目前对机械材料性能、使用寿命等方面影响最大的加工工艺无过于热处理，且后者也会很大程度上污染环境。因此，在实际操作中应最大限度地避免使用热处理这一工艺，尽量运用冷、热轧状态下性能优良的原材料。若难以有效规避的话，则应选取材料中有更加简便的处理流程者，从而对污染、消耗加以最大程度上的降低。

3．4无害机械材料的选择应用

在整个机械设计与加工的过程里，很多材料会含有一定元素，从而会造成环境乃至人体很大程度的危险。所以在加工之前，应对机械原材料内的含的元素进行检测，杜绝原材料内含有有害元素。

3．5可回收机械材料的选择应用

在机械设计环节中，很多零部件都是金属材质的，而部分金属原材料非常少见，这严重阻碍了建设机械化的发展。在机械设计中钢材的应用比较常见，而类型众多的钢材自然会给回收工作造成很大程度困难。很多“合金”形式的刚才自然会造成材料在回收时有所浪费。所以，为了确保整个机械工程行业能够得到长远发展，应尽量选用那些可以被回收利用的原材料。

4结语

为了避免机械原材料被过度消耗，减少浪费的情况出现，科学地运用材料成为机械设计中的重要内容，也是机械设计未来的发展趋向。在设计的过程中充分结合材料的特性，推出新型的环保机械，使用绿色与经济型的原材料，这才是机械设计发展的趋向。

作者:王森 单位: 邵阳学院机械与能源工程系