機械設計中的材料的選擇和應用

李新強　徐其偉

摘 要：在機械設計中，有很多值得注意的問題。設計是保證產品的先進性和適用性的重要環節。因此，在設計的過程中，必須選擇優質的材料，確保產品的質量。本文將探究機械設計中材料的選擇和應用，為相關工作提出建議。

關鍵詞：機械設計；材料；選擇；應用

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.20.019

0 引言

隨著工業的不斷發展，機械化程度成為衡量工業水平的重要標志。機械設備走進各種工業生產車間，甚至走進家庭，應用的領域和范圍越來越廣，在生產生活中發揮了重要的作用，提供了便利條件。因此，機械的安全性和實用性十分重要，這與設計材料的選擇有不可分割的聯系。

1 材料選擇的重要性

在工業發展的過程中，機械設備也不斷的進步，對材料的要求也越來越高。在國內的加工條件的限制下，很多機械的更新出現了問題，這些問題將影響機械的質量和性能。如果材料的強度達不到要求，生產出來的設備就不能按照計劃工作，工作的范圍和質量都會受到影響[1]。同時，嚴重的工業污染使人們的環保意日益增強，環保部門也越來越重視這項工作，工業生產不得不關注生產過程中的污染問題，機械設備在使用的過程中也會造成一定的污染，因此，需要選擇環保節能的機械設備和生產方式，這也是可持續發展戰略的需要。這就要求在機械設計中，選擇環保性的材料。

2 選擇和應用材料的原則

2.1 經濟適用性

在機械設計中，應優先考慮材料的經濟性和適用性。設計人員應全面了解設計工藝，并結合設計需求，選擇最經濟適用的材料，最大程度發揮材料的性能，符合設計要求。保證材料具有良好的收縮性和沖壓性、可鍛性等。不同的材料有不同的特征，能滿足機械設計的不同需求。在既定的工藝條件下，根據材料的性能，科學的選擇與應用，這樣才能保證機械制造工程健康、持續發展。在滿足適用性的同時，要考慮材料的經濟性，生產機械設備的資金投入也是有限的，不能為了滿足適用性不顧及生產成本。要做到既滿足標準的質量要求，又經濟實惠，節約人力財力，減少生產成本，為企業創造更多的利潤。

2.2 環保節能性

節能環保是當前經濟發展形勢的要求，也是企業的必然選擇。社會經濟的不斷發展提高了人們的生活水平，同時也帶來了嚴重的環境污染和能源資源的枯竭，工業企業如果始終不關注這方面的問題，生產活動將難以持續下去。治理環境污染和防止能源枯竭是重要的發展問題[2]。要實現可持續性發展，必須控制生產過程中的資源消耗。在保證設計需求得到滿足的情況下，應盡量選擇污染小、能耗低的材料，節約不可再生資源，從而實現可持續發展。

3 材料的選擇應用

3.1 選擇適用性的材料

在機械設計中，選擇材料首先要考慮材料的實用性。在機械生產的過程中，材料要根據設計方案進行各種處理，如切削、鑄造、熱處理等，這些處理方法對材料的要求很嚴格，針對不同的處理方式，要選擇特性符合要求的材料，確保加工的過程中不出現不必要的損失。材料的強度和耐磨性也很重要，在設計的時候也要考慮到，這可能會對材料加工后的外觀有一些影響，因此，需要根據不同的設計要求選擇不同特性的材料，同時滿足設計和加工的需求。

3.2 選擇無害的材料

機械加工中使用的材料一般都含有危害性元素，這些元素不僅會給環境帶來污染，還會影響人體健康。在選擇材料的時候要進行檢測，盡量減少有害材料的使用。如果必須使用有毒害的材料，應該在加工的過程中適當的處理，避免在與人體接觸時，對人體造成傷害。

3.3 選擇可回收的材料

機械生產的過程中使用的材料絕大部分都是金屬的，有些金屬產量很低，屬于稀有物質，在機械生產的過程中大量投入使用會使這種資源逐漸減少，瀕臨枯竭，如果不找到代替的材料，會影響機械生產企業的發展。鋼材是機械生產中常用的材料，這類材料回收相對困難。應該選擇可循環利用的材料，這樣能進一步減少環境污染，降低資源損耗。

3.4 選擇載荷型材料

機械加工的過程中會出現材料失效的情況，這是因為在設計的時候，選擇的材料在負荷能力上存在偏差[3]。想要保證機械設計方案的有效性，必須清楚的了解材料的性能，慎重的選擇。選擇的材料必須有較強的荷載能力，并且滿足整體的設計需求。

3.5 選擇低消耗的材料

當前，在可持續發展戰略的要求下，各行業的發展都應充分考慮耗能問題。機械設計工作也是如此，必須盡量選擇無污染、低消耗的材料。在生產的過程中，也要采用低消耗的環保方式來加工材料。熱處理是一種常見的處理方法，但這種方法影響材料的性能和使用壽命，而且會給環境帶來嚴重的污染。因此，應該盡量避免使用這種處理方式。在設計的時候就要考慮到這個問題，盡量選擇不需要熱處理的材料，有效降低能耗。

4 結語

綜上所述，機械設備已經成為人們生產生活中的重要組成部分，使生產活動變得更高效，節省了人力和資金。在設計過程中，材料的選擇和利用是保證機械良好性能的關鍵。機械設計必須充分考慮材料的經濟性、實用性和環保性。

參考文獻：

[1]王森.機械設計中的材料的選擇和應用[J].科技展望，2016（34）

：49.

[2]吳宗燁.芻議機械設計中材料的選擇和應用[J].技術與市場，2016

（11）：123.

[3]杜洪亮.試論機械設計中的材料的選擇和應用[J].山東工業技術，

2016（13）：36.endprint