化工機械設計中的材料選擇及應用研究

黃 斌

身份證號碼：421022198010167415

化工機械設計中的材料選擇及應用研究

黃 斌

身份證號碼：421022198010167415

化工生產過程中，化工機械的性能直接決定了生產的產量結果。而化工機械設備的材料，決定了化工機械設備的性能。因此，在化工機械設計過程中，適當選擇材料并科學應用具有重要意義。而且在國家大力倡導節能減排的形勢下，要在選擇材料時，將節能和環保結合起來，做到資源節省、綠色環保。本文通過對化工機械設計中的材料選擇及應用進行分析，以期提升化工機械設計水平，從而為以后的具體工作提供具體的參考。

化工機械；設計材料；選擇；應用

1、化工機械設計中的材料的選擇和應用的重要意義

隨著工業化進程的加快，用于機械設計的許多材料成了稀缺資源，機械設計中的材料的越來越大的需求同原材料的稀缺成為日益突出的矛盾，社會發展各種需求同機械設計爭發展空間、爭資源的現象日益凸顯，由于為滿足人們日益增長的物質文化需要和消費水平提高的需要，機械設計的材料的選擇和應用空間進一步被壓縮，在這樣的條件下，機械設計中的材料的選擇和應用應該堅持經濟性、適用性、綠色環保和可持續發展，充分利用有限的資源，做好機械設計材料的選擇和應用，進而進一步做好機械設計工作，為機械行業的可持續發展做出應有的貢獻

2、化工機械設計常用的材料

2.1 金屬

金屬材料是在眾多工程材料中使用的最廣泛的一種，據有關報道統計，所有機械產品中金屬材料占比達到92%以上。這與金屬材料本身的性質關系較大。金屬材料：硬度高，外力承受閾值較大，不易變形；強度高，在結構中能承受較大的內力，相應穩定性和持久性都會增加；類多樣，多樣化的金屬材料單質和合金能夠適用于各種不同工況不同條件下的性能要求，尤其是合金；價格便宜。

2.2 陶瓷

陶瓷材料的主要成分事氮化硅和碳化硅。這種材料的優點包括硬度高、耐腐蝕性好、密度教低、有較好的抗壓性。主要缺點是易斷裂，價格貴。目前對陶瓷材料應用比較多的是密封零件的制作。

2.3 高分子

在機械設計中多用的高分子材料主要是指塑料和合成纖維。這種材料的特點有：來源豐富，甚至可以從天然氣中提取；密度小，適用于需要輕型材料的設計要求；能源消耗低；延展性較好，可塑性強。

2.4 復合材料

所謂復合材料，是指通過物理和化學手段將兩種以上不同材料組構成一種新材料，分為金屬和非金屬兩種。金屬材料包括各種合金，金屬絲。非金屬材料有橡膠，陶瓷、新型樹脂、玻璃纖維、碳化纖維等。復合材料往往可以滿足不同的工藝要求。

3、材料的應用

3.1 使經濟性和實用性相結合材料

在實際應用的過程中一定要注意必須結合材料所適用的制作工藝，因為不同的制作工藝對材料的要求是不同的。另外，還要在滿足制作工藝的要求下對成本加以控制。根據企業自身的經濟能力，對成本進行控制，為企業節省一部分開支。既經濟又實用，這是材料應用發揮最大效果的情況。所以，怎樣將經濟性和實際性二者進行很好的結合，是機械設計材料選擇應該考慮的問題。

3.2 參照零件的制作工藝

不同的制作工藝，對材料的要求是不同的。比如熱處理工藝，操作時要考慮材料是否容易淬透。零件是組成機械的最小單位。在制作零件時，不僅要考慮零件成本的高低，還要確保零件的工作性能。零件一旦沒有良好的性能，就可能造成其他意外效果的發生，影響整個設備的工作效果。所以選材時，一定要著重于零件的性能，其次還得控制成本的高低。

3.3 做好防腐保護

化工設備，在工作環境中與空氣和空氣中的水汽會發生化學反應，這導致化工設備極其容易出現腐化，這在日常生活中是經常發生的，并對整個設備都會造成很大危害。而且一旦發生腐蝕，設備的外觀和內部性能都會發生變化，嚴重時還會影響化工工作的完成度。這就要求在具體使用材料的時候，要選擇防腐性能好的材料。最好是盡量用金屬性質的材料。并根據設備的具體情況，在設備外層涂抹一層防銹漆，隔絕空氣和水汽，保護材料和設備不發生腐化。在設計中，盡可能不給水汽淤積在設備上的機會。在保證設備具有好的防腐性能的同時，還要注意設備的運行是否穩定，確保運作的連續性，避免腐蝕情況影響整個工作的開展。在實際工作中，要及時檢查、及時發現腐化現象，并且及時處理。腐化發生時，一定要徹底將腐化物清理出去。

3.4 強調節能性和環保性

毫無疑問，經濟的發展肯定是需要付出一定的代價的，我國經濟發展也不例外。經濟的發展，往往造成各類資源的不斷挖掘和不斷開采，帶來一些不可逆的后果。目前，資源和能源的使用量和浪費情況越來越多。不可再生資源和稀缺能源難再生成。而化工機械設計材料中，常常用到的就是稀缺性材料。在這種情況下，選擇化工機械材料時，更要將節能考慮在內。另外，化工行業在施工作業中，會出現污染的情況，針對這種情況，也要優先考慮環保問題，將眼光放的長遠一些。不能只看眼前的經濟利益，還要將整個行業的未來考慮在內，做到并做好節約資源和原材料，不要出現浪費情況。

3.5 材料的選擇應考慮零件使用要求

一般而言，機械零件失效的最常見原因就是外載荷的施加，因此，材料選擇過程中必須考慮材料的載荷性能與成品零件將承受的載荷特征的匹配度，并以此作為選擇的標準之一。一般來講，天然適用多項要求的材料較少，材料選擇過程可以綜合考慮加工手段使用提高材料性能的前提，比如對金屬材料進行熱處理等。

4、結束語

綜上所述，在化工機械設計中，材料應用的工作具有著不可替代的重要地位。本文指出，在進行化工機械設計過程中，關注的是合理性的要求，要確保材料選擇的科學性，而在應用過程作為材料選擇工作的體現和拓展，工作的重心則在于經濟性和環保性，要考慮材料應用工作的成本和是否環保。如何在確保零件實用性的前提下，實現材料應用的環?；?、經濟化，達到兩者的協調統一，是當前機械設計行業必須面對和解決的課題，也是行業蓬勃發展的必然要求。

[1]任浪浪.機械設計中的材料的選擇及使用[J].科技展望，2017，06：46+48.

[2]張娟娟，唐慧敏.機械設計中的材料選擇及應用[J].科技展望，2017，03：113.