机械设计材料选择和应用的要求与注意问题

　　前言

　　随着我国国民经济的飞速发展，社会各行业对机械方面的需求也越来越多，同时机械行业的发展对于国民经济来说也具有巨大的推动作用。机械设计是机械行业的基础性工作，其中机械设计中材料的选择和应用是保证机械设计质量的前提，因此对机械设计中材料的选择和应用的讨论已经成为当前机械领域研究的热点。

　　1 机械设计中材料的选择和应用意义

　　随着机械设备需求量的不断增加以及机械设备使用概率的不断提升，使得人们对机械设备质量和功能的要求也越来越高，因此做好机械设计工作对于机械设备企业来说具有十分重要的意义。其中材料是构成机械设备的最基本元素，材料选择是否科学、应用是否合理将对机械设计的质量造成巨大影响，因此在机械设计中一定要做好材料的选择与应用工作，一方面确保所用到的材料具备适用性和实用性，另一方面还要尽量考虑经济性和环保性等方面，以使机械设计行业实现可持续的发展。

　　2 机械设计材料选择和应用的要求

　　2.1 对材料载荷水平的选择

　　机械设计中对于材料荷载水平的选择是很重要的，这是因为在机械设计的过程中一些材料由于荷载水平较低的原因可能会导致出现后期抑制失效的情况，使得机械零件不能发挥出应有的作用，因此在机械设计过程中应当首先对拟用到的材料进行载荷水平方面的评估，优选载荷水平较高的材料，并在有需要的情况下对材料进行后期处理，以使材料的荷载水平得到进一步的提高，例如对低碳钢进行渗碳以及对中碳钢调质等。

　　2.2 尽量选择低耗能和低污染材料

　　这里包括材料本身生产过程中的低耗能和低污染以及材料在加工应用的工艺过程中的低能耗和低污染两个方面，对于前者来说，选择环保型材料作为原材料是一个理想的选择，而对于后者来说，即便材料本身具有低能耗和低污染的特点，但在加工过程中可能会由于工艺的原因产生过多的能耗和污染物，因此一定要做到以下两个方面的要求，第一是要尽量选择不经热处理工艺即可达到使用要求的材料，第二是在无法避免热处理工艺的情况下，应当选择热处理程序较少的材料。

　　2.3 根据使用性要求选择材料

　　使用性是机械设计中对材料选择和应用的最基本要求，因此在机械设计过程中应当根据不同的零件的不同使用要求来对材料进行选择，例如一些零件对强度要求较高，而另一些零件则对耐磨性或者美观性有较高的要求等，实际工作中要区别对待，科学选择。

　　2.4 材料尽量实现无害化

　　在机械设计过程中，一些材料中会含有镍、铅、六价铬、砷等元素，这些元素往往都会对人体健康产生不利的影响，即便在加工过程中做好防护措施，使得加工过程对人体不产生有害影响，也会由于其随着废弃物排放到外界环境中，在污染环境的同时，在生物体内完成积累，从而对人体产生间接影响，因此实际工作中要谨慎选择。

　　2.5 优先选择可循环利用性好的材料

　　机械设计过程中用到的材料大多数都是金属类的，不同的零件所使用的金属种类繁多，而且为了达到某种功能要求还必须将若干种金属混合在一起作为合金材料使用，虽然达到了机械的使用要求，但一旦机械报废，就增加了对这些金属材料的回收难度，增加了回收成本。为达到废物资源化的目的，在机械设计过程中应当考虑所用材料的可循环利用性，例如对金属材料的选择上，可对一个零件选择用单一的合金，且组成合金的金属元素种类越少越好。

　　3 机械设计中材料的选择和应用需要注意的问题

　　3.1 对材料的选择和应用要贯彻科学发展观的要求

　　机械设计单位在材料的选择和应用过程中要贯彻科学发展观的要求，在确保所设计的机械设备都能够达到最佳的使用功能的情况下，还要具备节约能源、资源和对环境友好的特点，这样不但可以最大程度地挖掘出材料的潜力，而且还可使机械设计的发展与资源、环境实现协调的、可持续的发展，始终保持与我国科学发展观的要求相一致。

　　3.2 对材料的选择和应用要重视节能环保

　　在进行机械设计材料的选择和应用过程中，要充分重视材料的节能和环保特点，这也是时代的要求。在过去的几十年中，我国的经济发展取得了举世瞩目的成就，然而不可忽视的一点是，我国经济的迅猛发展是以耗费大量的一次能源、资源和破坏环境作为代价的，由此带来的负面影响已经在近几年显现出来，当前，我国国境内不可再生资源已经面临枯竭的局面，同时环境的污染以及由此带来的灾害性天气严重危害着人类赖以生存的生态环境，因此在机械设计过程中要将节能和环保的理念贯穿其中，走节能环保的发展道路，不仅为当代，也为后代谋利益。

　　3.3 对材料的选择和应用要重视经济实用性

　　在进行经济设计的材料选择和应用过程中，要重视材料的经济性和实用性特点，这是由材料本身的性质以及工艺特点决定的。第一，从实用性的角度来考虑，由于机械设计要涉及铸造、锻造、焊接、切削等诸多工艺，每种工艺对于材料的性质要求是不同的，而如果一旦某种材料需要经过多重工艺加工处理，就必须同时满足各工艺对材料的要求，否则就会影响机械设计的质量；第二，从经济性方面考虑，就是要求机械设计过程中要尽量节约材料成本和加工过程中产生的成本。要满足以上两个方面的要求，就必须综合考虑，在满足材料实用性的基础上尽量选择经济性良好的材料，使机械设计更具科学化特点。

　　4 结束语

　　综上所述，机械设计中的材料选择和应用的过程中，要从多方面考虑和分析，不但要保证机械设计符合相关标准和规范的规定以及使用要求，还要顺应时代发展的要求，体现经济、节能、环保等特点，从而促进机械设计行业实现又快又好的发展。

　　参考文献

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