機械設計中材料的選擇和應用

許大林

（本鋼能源總廠，遼寧 本溪 117000）

1 機械設計中材料的選擇的重要性

我國制造業發展十分迅速，逐步形成了一整套的產業鏈條。由于技術的發展和市場的需求，進行產業升級就變得非常重要，這個階段對于各種機械設備的需求量非常巨大，對我國的機械裝備制造業提出了非常高的要求。而機械材料做為機械制造的基礎，對于裝備制造業來講具有重要的戰略意義。良好的制造材料無疑會滿足機械設備的設計要求，使其能夠發揮出較好的性能。有很多機械設計都是按照機械制造材料進行構思的，從另一個方面來講，高端機械制造業受限于材料技術的發展，即便如此，良好的材料在機械設計中也占有著重要的位置，決定著機械的性能。

2 在機械設計的材料選擇中的注意事項

2.1 機械制造材料成本的控制

在機械制造材料的選擇過程中，應該注重材料的經濟適用性，在保障材料能夠滿足基本的機械設計要求后，降低材料的成本，對其在模型鑄造、生產以及裝配等各個方面進行綜合考量，使其材料的最大價值獲得開發，而且對還要保證設計的剛性需求，使其能夠滿足機械設計的要求。例如，在機械設計過程中，外殼的設計要盡可能堅硬具有一定的空間結構，能夠對其內部進行良好的保護。而彈簧做為機械制造中經常用到的部件，在材料的選擇生則要求有足夠的伸縮性。在具體的部位，各個機械材料的要求不盡相同，如果不對每一個部件的成本進行有效控制，那么在機械設計中將會存在巨大的成本壓力，可能造成設計胎死腹中。所以，在保障基礎性能的前提下盡可能地做好機械材料的成本控制非常有必要。

2.2 材料的環保要求

隨著經濟建設的發展，人們逐漸認識到工業生產不可避免地會對環境造成一定的危害，過去粗放的經濟發展模式已經被完全摒棄，我國也加深了對環境保護的認識，并積極采取了行動和措施，使環保理念深入人心，為了能緩和人與自然的矛盾，在機械制造材料的選擇過程中，選擇環保材料就變得勢在必行。在機械設計過程中必須注重環保理念的融入，將一些高耗能高污染的機械材料排除掉，使用一些綠色環保材料進行機械的設計。

3 機械設計中材料的選擇和應用

3.1 實用型機械材料的選擇

實用型機械選材，在進行機械設計的過程中，要把實用性放在第一位，機械設計不同于藝術設計，不以美感做為判斷其設計好壞的標準，而是以完成設計任務為前提。例如，在設計過程中，需要根據要求對材料進行一定程度的加工，如熱切和鍛造等，這些加工工序對材料的性質有著一定的要求，好的材料易于加工，良品率高。在生產產能達到的前提下，對于材料的耐磨性以及輕度有著一定的要求。所以說，根據機械設計的要求不同，加工材料也要進行合適的選擇，使其能夠滿足機械設計要求。

3.2 在進行機械材料的選擇時要考慮其運行環境

在機械設計過程中，不僅要根據機械的要求進行性材料強度的選擇，也要根據機械運行環境的具體情況使機械材料能夠適應在其運行環境下的長期使用，如在酸性環境工作環境中，金屬材料由于本身存在的化學性質，不能夠在長期暴露在這樣的環境下，因此就需要考慮一定的保護措施，或選擇其他具有抗腐蝕性的材料，并在機械設計中進行運用。所以說，在進行機械設計的過程中，不僅要根據機械本身進行材料的選擇還要考慮機械的運行環境對材料的影響，使其能夠具備較長的使用壽命。

3.3 減少材料的復雜性，易于回收

機械設計通常情況下會用到金屬材料，可供選擇的材料非常多，鋼材就可以達到上百種，這些鋼材為機械的設計提供了豐富的材料選擇，但是在維修以及回收方面存在著一定的難度，非常不利于材料的循環再利用。因此，在機械設計之初，除非必要，盡可能地減少不同材料的混搭，保證機械設計中的材料在滿足其設計要求的前提下，盡可能地減少過多材料的使用。也要保證材料能夠進行循環再利用，通過建立良好的回收過程，使資源能夠得到節約。

3.4 考慮材料的載荷

不同的材料其載荷也是不同的，在進行機械設計的過程中，許多材料因為存在外在負荷偏差，所以在運行的過程中造成損害而不能使用，造成資源的浪費。因此在機械設計之初，就需要考慮載荷的情況，避免在機械運轉的過程中，其中的零部件因為載荷較差，從而停止工作，影響整個機械的正常運轉。所以，在進行設計的時候要根據機械的設計要求，對材料的在載荷方面進行一定的評估并進行選擇，使材料能夠適應機械的設計要求，不至于出現載荷問題，影響使用。

4 結 語

總之，在機械設計中材料選擇過程中，要選擇環保的材料，并進行設計材料額成本控制，在進行機械材料的選擇時要考慮其運行環境，也要考慮其材料的載荷，使材料能夠滿足設計要求，為我國的機械裝備制造業創造了良好的發展條件。