機械設計中材料的選擇與應用原則

麥志文

摘 要：材料選擇作為機械設計的關鍵步驟之一，選擇的材料的好壞會直接的影響整個機械設計工作的質量。在這篇文章中，對機械設計中材料選擇的意義做了詳細介紹，并就如何選擇材料做了探討。

關鍵詞：化工機械；設計材料；選擇；應用

機械設計過程中對材料的選擇已經成為一個深受大家關注的問題，機械行業的快速發展，以及經濟的增長還有我國目前實行的可持續發展，都使機械設計中材料的選擇問題成為了目前深受矚目的重要環節。其中的核心問題就是在機械設計中對材料的使用和環節的保護協調。在這篇文章中作者針對如何在機械設計中選擇材料做了分析和探討。

一、在機械設計中注重材料選擇以及應用的意義

伴隨著我國經濟的快速發展，我們對于資源的需求也在不斷的擴大，目前很多用于機械設計的材料都已經被大量的開采，有一些已經成了稀缺的資源，另外我國雖然占有很多的資源可是我國人口量太大，所以人均資源占有量排在了世界的末尾。同時再社會上還出現了爭奪資源的現象，因此在機械設計中材料能夠被選擇的空間被進一步的壓縮到更小。在這種情況之下，我們在選擇機械設計的材料上應該更側重那些綠色環保循環性強比較經濟的材料。怎樣利用我們現有的有限資源做好機械設計中材料的選擇應用工作，不僅僅是機械行業發展的重點，也是我們要去研究的重點。

二、機械設計中材料選擇與應用的技術手段

（一）要以機械材料零部件的制造工藝為參考指標。機械生產加工過程中，鑄造工藝、熱處理工藝、切削工藝和焊接工藝等加工處理技術對于機械設計中材料使用的要求各不相同。鑄造工藝需要機械設計材料的應用向著較高的流動性和較高的收縮性方向去發展；焊接工藝則需要機械設計的材料應用向著材料的沖壓性和冷鐓性去發展；熱處理工藝需要機械設計材料的應用滿足淬透性、 過熱敏感性還有氧化脫碳性等方面的基本性能去發展；而切削工藝則要求機械設計材料應用向著滿足切削可操作性去發展。在機械設計中材料的應用，應該以機械材料零部件的制造工藝作為基本的參考指標。機械零件作為組成機械的最基本的單元，需要機械零件在一定的工作條件下具有很強的工作能力，而且要做到成本低廉，這才是設計機械零件應該滿足的最基本的要求。工作能力說的是零件抵抗可能失效的能力，對于載荷來說也就是承載能力。機械零件因為某些原因的影響不能正常工作就被稱為失效。機械零件的設計除了要保證零件有足夠的工作能力以外，還要盡量的降低零件的成本，這方面可以從機械的制造材料出發。在良好的制作工藝的保證下，盡可能的減少制造的費用；盡量使用標準化通用化的零件，簡化設計的過程，降低設計的成本。

（二）要做到環保性與節能性的統一。經濟社會的快速發展，使得我們對資源的需求正在不斷的上升。其中很多作為機械設計的材料應經被我們大量的開采，還有不少已經成為稀缺資源。在這種情況之下，我們對于機械設計的材料選擇方面，我們更應該重視綠色環保和經濟性。機械設計材料應用工作的環保性應該與節能性統一起來。我國的生態環境社會的發展和建設，以及可持續性發展的觀念對機械設計工作提出了新的要求。經濟社會的發展對于很多不可再生材料的需求和消耗，一定會給機械設計材料等額選擇和應用工作埋下很大的隱患，所以我們必須將材料應用工作中的節能性與環保性統一起來，這樣才不會造成太大的資源的短缺。拿機械設計鑄件環節的材料應用工作作為例子，鑄件設計階段段 5% 左右的成本決定著 80% 左右的鑄件生產成本。所以我們更要關注機械設計材料應用階段中節能環保的應用，盡可能的節約原材料和成本，減少不必要的能源消耗。

（三）做好化工機械設備的防腐設計。腐蝕是化工機械設備經常會發生的問題，這主要是因為化工機械設備在平時的環境中由于空氣和水分等因素發生了化學反應，進一步導致設備出現損耗或者破壞的情況。化工設備被腐蝕以后會在顏色、外觀和基本的性能方面發生變化，進而會影響設備的正常使用和生產，也會給使用的企業帶來不小的損失。因此，對于化工設備的腐蝕以及防腐措施的研究意義很大。結構設計應該能夠滿足化工設備在生產運行過程中對生產的要求和應力的特點，在進行設計時我們應該注意下面幾個方面：首先做到產品的結構和化工產品的耐腐蝕要求是一樣的；其次要注意化工設備在運行時的穩定性和流暢性，防止具有腐蝕性的介質的挺短、蒸汽的凝結還有腐蝕物的積累；最后要注意對于外力額保護，以防因為外力對設備造成的破壞。

總的來說，化工機械設計中對于材料的選擇和應用已經成為受到各方關注的問題，將機械設計中的材料應用與節能環保結合以來，可以有效促進我國經濟的持續發展。

參考文獻：

[1] 王永強，陶亞楠，劉青. 機械設計中的材料的選擇和應用探析 [J] .科技創新導報. 2013（ 20 ）

[2] 黃夢奇，王婧 .淺談機械設計中材料的選擇和應用 [J].機電信息.2013（ 6 ）