机械工程设计中设计材料的选择和应用

　　材料的选择和应用是机械设计中的重点问题，材料的好坏直接影响机械设计的质量和功能，而当下资源紧缺的机械设计环境使得应用开发新型机械设计材料成为重要的发展方向。对于机械设计中材料的选择和应用，必须坚持可持续发展的原则，在注重材料质量的基础上，选择经济性高、绿色环保型的新型材料。保证机械设计达到工业需求的同时，坚持可持续发展策略，实现工业机械设计合理化选材和应用。

　　1 机械设计选材的重要意义

　　随着全球经济一体化发展，城市建设机械化规模的持续扩大，机械工程行业正逐渐在国民经济发展众占据越来越关键的地位。机械工程行业的飞跃式发展，经济效益的不断提升，给我过市场经济主导的国民经济发展带来的巨大的保障。在机械工程行业突飞猛进的今天，日益消耗的机械原材料成为我国较为突出的资源损耗。当前很多机械设计原材料已经消耗过度，无法满足对机械设计加工的持续供应。从科学发展观出发，实现机械设计选材的经济性、绿色环保性生态发展势在必行。

　　相关科研学者提出，在机械设计的选材应用工作中，必须更加重视材料选择的合理性，充分利用好每一份机械材料资源，对机械设计结构、功能作出最为综合的评价，结合现代材料资源条件，选择合理的机械设计材料实现机械工程应用发展。在机械设计选材应用过程中需要着重关注的各个要点内容成为未来机械工程可持续发展的必然焦点。

　　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

　　在机械工程设计中对于材料的选择应用首先需要关注的就是材料的适用性和经济性。对于机械设计人员来讲，需要对整个机械设计涉及的铸造工艺、生产工艺，装配工艺和焊接工艺等进行综合性分析，结合实际设计需求选择低价值、高质量的经济适用型机械材料。从而最大程度上开发材料的使用价值，保证材料契合设计需求，在机械设计中发挥出应有的材料功能。比如，在机械铸造工艺中需要保正材料具备良好的吸气性、收缩性、偏折性和流动性； 而在锻造工艺中则要求材料必须具备较好的冲压性、可锻性、冷镦性和断后冷却性； 焊接工艺对材料的适用性和敏感性要求较高。机械加工材料的不同特性为机械设计工艺提供了不同的材料选择，在保证满足工艺需求的前提下，把握好工艺需求材料的各种特性，合理化选择材料才是机械工程发展的正确方向。在注重了机械设计材料的适用性后，还需要根据工程预算合理考虑设计材料的经济性。既要做到选材的质量要求达标，也要保证经济实惠的材料价格选择。而对于可循环利用的机械材料，在整个机械设计中应当循环利用，降低资源消耗，减少机械设计成本，提高整体的经济效益。

　　2. 2 注重选材的节能性和环保性

　　节能环保这一话题在当今时代的社会可持续发展中占据一定的地位，随着社会经济的发展，科学技术的进步迅速，资源的消耗与破坏愈演愈烈，直接影响着环境问题的发展。现如今，人们的经济环保意识逐渐加强，环境保护成为社会热议的焦点话题。环境破坏与资源消耗成为环保问题中的重点环节，社会的可持续性发展策略必须严格控制生产资源的过度消耗。因此，在我国的机械化发展进程中，机械设计选材的节能性和环保性十分重要。机械设计人员必须坚持国家的可持续发展策略，这设计过程中尽可能在保障设计需求的前提下选用低能耗、低污染的工程材料，采用合理设计、合理选材，节约不可再生资源的应用，实现资源利用高效性发展。

　　2. 3 选材的可持续性发展

　　在机械设计选材的全过程遵循可持续性发展战略，重点关注机械工程设计的可持续性发展。从设计需求出发，充分挖掘应用材料潜力，结合材料特性，针对性实现设计应用。

　　3 机械设计中材料的选择和应用

　　在机械设计工程中，对于材料的选择和应用，必须满足机械工程设计需求，同时还要考虑材料的特性、功能和资源供应可靠性。以下针对接卸材料特性，对机械设计选材应用进行分析。

　　3. 1 实用性机械材料的选择应用

　　在机械设计中对于材料的选择应用需要首先考虑机械材料的实用性。在机械设计中，材料的应用通常需要根据设计工艺指标进行合理铸造、加工、切削、热处理等。而这些工艺对材料特征的要求比较严格，针对不同工艺，必须选择满足工艺要求的特性材料，在保证生产需求的前提下，确保零件加工符合设计需求。零件的加工需要考虑材料的强度和耐磨性能，同时对于材料加工后的外观上很可能存在特殊要求，这就需要更具不同的零件需求特征，选择合理的加工材料，满足加工需求。

　　3. 2 载荷类型机械材料的选择应用

　　机械设计加工过程中，机械材料可能会出现失效现象，而在机械零件被应用到机械运行状态时，也可能出现抑制失效问题，这些情况都是由于设计选择的材料在负荷能力上存在差异导致的。为了有效保证机械设计正常应用，这就需要严格掌控机械设计材料的选择应用。选材时必须重点估算材料的荷载能力，结合设计需求，合理选择性价比高的综合荷载能力强的优质材料。

　　3. 3 低消耗机械材料的选择应用

　　我国可持续性发展战略应用在各行各业，对于机械设计来讲，可持续性发展就必须保证设计选材和应用的低消耗、无污染特性。在机械设计中，对材料的加工处理也需要注意低消耗和环保方式和方法。在机械加工处理工种，热处理是目前对机械材料使用寿命和性能损坏影响最大的加工工艺，而且这种加工工艺还会对环境造成重大污染。所以尽量规避热处理加工工艺，在机械设计中可选择冷、热轧状态下材料性能发挥较好的材料。如果无法避免热处理加工，则选用处理流程简便的材料，这样就可以降低消耗和减小污染。

　　3. 4 无害机械材料的选择应用

　　在机械设计加工中，很多材料可能回带来一定的危险元素，比如 Ni元素。这类元素不仅污染环境，还会对人体造成永久性伤害。所以需要在选择机械材料时，注意对材料的检测，避免有害材料混入其中，被应用到机械设备里。

　　3. 5 可回收机械材料的选择应用

　　机械设计中相当一本分零件都是金属制成，而金属的产量有限，随着机械化建设的消耗，已经越来越稀薄，这也使机械化发展受到限制。钢材的应用在机械设计中比较常见，而钢材类型众多，对于回收工作带来一定的困难。不同类型金属元素混合，导致回收工作中浪费材料。所以，在保证机械工程行业可持续发展的同时，必须保证选取可回收循环利用的机械加工材料。

　　4 总结

　　随着当代科学技术的进步和我国社会主义经济建设的蓬勃发展，我国工业机械化建设不断取得新突破，而伴随着机械化建设发展出现的就是机械原材料的过量消耗和浪费。为了降低机械材料的过量消耗和浪费，合理选择和利用材料成为当下机械设计的可持续发展方向。充分分析设计需求和材料特征，合理利用经济性、绿色无污染、安全环保的新型机械加工材料，已经成为机械化发展的必然趋势。

　　参考文献

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　　[2]李冠效，雷长贵。 机械设计中的材料的选择和应用解析[J]. 硅谷，2014（ 2） : 86 - 87.

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