機械設計材料的選擇及其應用體會探討

馮永勝　鄒家柱

摘要：經濟全球化、一體化進程加快，現代化的科技水平進一步提升都為機械設計行業的發展提供了更為良好的發展環境。尤其是工業現代化的發展，對設計行業發展提出了更高的要求的同時，也為其發展創造了不可多得的機遇。機械設計過程中的材料選擇與使用是機械設計的重要基礎和前提，面對新的社會發展環境以及材料市場的不斷豐富，針對機械設計材料的選擇也應當更為慎重。本文針對機械設計材料的選擇以及應用問題進行深入探究、分析。

社會的不斷進步需要建立在城市化建設和社會的綜合發展基礎上，機械行業在這個過程中具有十分重要地位。因此，需要不斷完善機械設計行業的管理工作尤其是機械設計當中材料選擇應用工作。面對新的社會發展環境和形勢，機械設計行業發展也面臨新的問題和表現出新的發展特征，加強對關鍵環節和步驟的改進和提升能夠促使機械設計行業快速發展。

1.機械設計過程中對設計材料選擇重要性

我國工業化發展進程中，相關的機制體制不斷健全，工業生產體系不斷完善，工業發展步入正軌的同時機械設計和工業加工面臨新的發展問題。隨著社會經濟的快速發展使得社會對機械的總需求增加，這就在很大程度上造成了設計材料的短缺。作為機械設計的基本元件，只有保障元件的供應量才能形成有效的生產鏈條，實現機械設計行業的快速發展。因此，面對這種情況，有效的機械設計材料選擇能夠在很大程度上促進機械設計行業的發展，提高工作效率。一方面，開展工作的過程中應當選擇更符合實際需要的設計材料；另一方面，為了不斷的節省建筑材料，實現綠色生產，保護自然資源環境，設計材料應當考慮采用經濟型和環保型材料。以良好完成機械設計相關工作，穩步推進機械設計行業的快速發展為目標。

2.機械設計過程材料選擇內容

機械設計材料的選擇工作中，應當考慮材料選擇是否符合實際需要。機械設計材料的選擇往往對機械設計過程中零件的加工質量以及企業的生產成本產生重要影響。基于這種情況，在進行機械零件以及相關產品的設計過程中，針對機械材料的選擇是機械設計整個過程中十分重要的一環。到目前為止，機械設計材料的選擇往往主要是根據相同零件選材情況對機械設計材料進行選擇。但是這種傳統的選擇工作往往存在著十分嚴重的問題，因此，改善機械設計材料選擇工作十分必要。

2.1機械設計材料選擇應當具有實用性

機械設計材料選擇過程中應當遵循一定的原則，這其中材料的實用性是機械材料選擇過程中應當遵循的最基本要求。同時應當看到，機械設計材料選材過程中堅持實用性要求和原則更是確保零件質量的重要前提和基礎。零件的用途不同，在選材的過程中參照的標準就不盡相同，基于這種情況，材料選擇也應當根據實際用途選擇性能材質不同的材料。一些零件本身對材料的強度有特別的要求，另外一些零件就需要增加抗磨性，有的零件可能只是為了美觀的需要，因此，材料的選擇可能表現出多樣性。選材過程中應當堅持實用性原則，根據零件的實際需要和使用情況進行選材，才能更好的為機械設計服務。

2.2機械設計材料選擇應當從載荷類型出發

經過相關實驗，得出數據表明，機械設計當中的零件出現失效的主要原因大多是因為機械材料本身的抗載荷能力降低造成的。同時也應當看到，機械零部件本身同樣具有應用性，這種應用性也能夠對抗載荷能力降低起到有效的抑制作用。針對兩者之間的矛盾關系討論分析，機械設計材料選擇過程中應當將機械材料的載荷能力作為材料選擇的重要參照指標。

本文現從幾個方面對機械設計材料的載荷性能進行簡要論述：

（1）當機械材料零部件在外載荷力的作用下發生彎曲或者扭轉的現象時，材料的表層會集

中大部分應力，在這種情況，材料表層的性能直接決定著對材零部件實效性的抑制效果。因此，在機械設計的選材過程中，可以選擇適合調質的中碳鋼，整體調質，然后表面淬火等熱處理工藝。使零件內部具有較高綜合機械性能，表面高硬度，從面滿足實際使用要求，提高零件壽命。

（2）對那些單純承受拉伸或者壓縮能力的材料零件，由于外載荷作用力會分布在整個零部件的橫截面，所以在進行機械設計的過程中，適宜選擇性能分布均勻的材料，或選擇合適的材料進行相應的熱處理，使材料具有均勻的晶粒。

2.3機械材料選擇當中的碳素鋼與合金鋼

碳素鋼作為機械材料當中使用率相對高的一種材料，具有十分明顯的優勢。但是這種材料也具有缺陷，如碳素鋼的強度較差，韌性不足。為了能夠彌補這種材料在使用過程中的不足，在碳素鋼中加入一定量的合金元素就能有效的改善這種材料的性能，形成一種新的合金鋼。

合金鋼本身具有十分明顯的剛強度以及韌性的特征，這為提高機械設計材料的性能具有重要幫助。

2.4機械材料選擇應當關注人力健康

在進行設計的過程中材料的選擇應當盡可能選擇無害或者是對人體的危害相對更小的材料。甚至選擇對自然環境造成破壞較少的材料。離子狀態存在的Cr+6是各種合金元素中對人體毒害最大的元素，其他的As、N1等也會對人體產生傷害。含有這些元素的材料被廢棄后，會污染、水源和土壤，直接造成人體危害或者對生態造成破壞。類似于這類會對人體產生危害的材料，在選擇時要盡量慎重，避免材料選擇不當造成的人體傷害。

2.5機械設計過程中的材料回收

機械材料種類繁多，每一個類型的材料當中可能就有近百種的材料，因此，針對機械材料應當形成系統的循環利用。針對不同類型的材料應當采用不同方式進行回收。但是目前而言，我國的機械設計材料回收系統不健全，材料往往混在一起，為回收利用造成困難。同時更為循環利用提高了難度。因此，在進行機械材料的選擇過程中也應當將材料的循環利用問題納入考慮的范圍之內，這樣既能降低成本，又能減少對環境造成的破壞，緩解資源環境壓力。

3.結語

綜上所述，社會進一步發展，使得機械設計行業既面臨機遇同時又面臨挑戰。因此，加快機械設計行業的發展腳步，同時進行創新與改革十分必要。機械設計行業中的材料選擇工作與應用是行業發展的重要前提，更是關系到設計工作和產品質量的關鍵所在。因此，在開展具體的工作過程中應當不斷提高設計材料選擇和應用的能力.

參考文獻

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