机械设计中的材料的选择和应用

郝召阳　张俊奎

摘要：随着我国工业现代化发展不断加快，机械工程的设计也取得了一定的进步，科学技术使机械工程设计不断的广泛。在机械工程设计中不断使用新的技术，有效的提高机械工程的先进水平。但是随着机械工程的不断发展，使机械设计材料受到了严重的损耗，较多的机械设计材料都将面临资源匮乏的挑战，很多机械材料也不能及时的供应设计的需求。

关键词：机械设计；材料选择；可持续性发展

机械设计中使用的材料选择和应用是机械设计中的主要问题，材料的好坏将直接影响机械设计的质量和功能，但是目前资源紧缺的机械设计环境使应用开发新型机械设计的材料成为了主要的发展方向。对于机械设计中材料的选择和应用，都要本着可持续发展的目标，多在材料质量上加以关注，选择经济性高而且绿色环保的新型材料。保证机械设计可以达到工业需求的同时，还要坚持可持续发展的策略，有效的实现工业机械设计的合理化选材和应用。

1 机械设计选材的主要意义

随着我国科学经济的不断发展，城市建设机械化规模也在不断地扩大，机械工程行业也逐渐的占有关键的位置。机械工程行业得到快速发展，经济效益也在不断的提升，在我国经济市场中占有主导地位，国民经济也得到了巨大的保障。在机械工程行业快速发展的今日，逐渐消耗的机械原材料已经成为了我国比较突出的资源损耗。目前，较多的机械设计原材料已经消耗过度，根本不能满足机械设计加工的供应。现在就要从科学的发展观出发，有效的实现机械设计选材的经济性和绿色环保的生态发展。

根据相关的报道提出，在机械设计的选材中，要对选材的合理性加以重视，充分的利用机械材料资源，对机械设计的结构和功能做出综合的评价，并结合现代材料资源的条件，选择出比较合理的机械设计材料，有效的实现机械工程的不断发展。在机械设计选材的应用过程中，要对未来机械工程的可持续发展进行关注。

2 在机械工程设计中设计材料的选择和应用注意事项

2.1 选材的经济性和适用性加以关注

在机械工程设计中对于材料的选择和应用首先要选择合适的、经济的。对于机械设计人员来讲，要对整个机械设计所涉及的铸造工艺、生产工艺及焊接工艺等进行合理的分析。从最大程度上对材料的价值进行开发，保证材料契合设计的需求，在机械设计中发挥出应用的材料功能。机械加工材料的不同特性为机械设计工艺提供不同的材料选择，在可以满足工艺需求的条件下，要把握好工艺需求材料的特性，合理的选择材料是机械工程发展的方向。在对机械设计材料进行选择后，还要按照工程预算的合理性对设计材料的经济性进行考虑。既要做到选材质量的标准，还要保证经济实惠的价格选择。对于可以循环使用的机械材料，在整个机械设计过程中要进行循环的使用，有效降低资源的浪费，减少机械设计的成本，提高整体带来的经济效益。

2.2 注意选材的节能性和环保性

在我国节能环保已经在社会中占有一定的地位，随着社会经济的不断发展，科学技术也迅速的进步，资源的消耗和破坏都比较激烈，这直接影响了环境问题。目前，人们的经济环保意识逐渐的加强，环境保护成为了社会所讨论的话题。环境破坏和资源浪费成为环保问题中的主要环节，社会的可持续发展策略要严格的控制生产资源的过度浪费。所以，我国机械化发展的过程中，机械设计的选材要具有节能性和环保性十分重要。机械设计人员要坚持我国可持续发展策略，在设计的过程中尽量要在保障设计需求的条件下，选用低能耗无污染的工程材料，科学合理的设计和选材，节约不可再生资源的使用，有效的实现资源利用高效性的发展。

2.3 选材的可持续性发展

在机械设计选材料的过程中，要遵循可持续发展战略，对机械工程设计的可持续发展进行关注。从设计的需求出发，充分的挖掘和应用材料的潜力，结合材料的特性，针对性的实现设计的应用。

3 机械设计中材料的选择和应用

3.1 实用性机械材料的选择应用

在机械设计过程中对于材料的选择要对机械材料的实用性进行考虑。在机械设计中，材料的应用经常需要按照设计的工艺指标科学合理的进行铸造、加工和热处理等。工艺对于材料特征的要求比较严格，针对不同的工艺，要选择满足工艺要求的特性材料，在保证生产要求的前提下，还要保证零件加工符合设计的要求。零件的加工需求要对材料的轻度和耐磨性进行考虑，同时对于材料加工后的外观上存在的特殊要求，就要合理的选择加工的材料，满足加工的需求。

3.2 载荷类型机械材料的选择应用

机械设计在加工的过程中，机械材料可能会出现失效的现象，在机械零件被应用到机械运行状态下，可能会出现抑制失效的问题，这些问题都是在设计选择材料负荷能力上存在的差异造成的。为了可以有效的保证机械设计的正常应用，这就要对机械设计材料的选择应用进行严格的掌控。在选择材料时，要对材料荷载能力进行估算，结合设计的需求，合理的选择性价比较高的综合荷载能力强的优质材料。

3.3 低消耗机械材料的选择应用

我国坚持可持续发展战略在各个行业，对于机械设计来讲，可持续发展就要保证设计材料不浪费无污染。在机械设计过程中，对材料的加工处理要注意低消耗的环保的方法。在机械加工处理中，热处理在目前对机械材料使用寿命和性能损坏影响最大的加工工艺，这种加工工艺会对环境造成较大的污染。所以，要尽量少使用热处理工艺，在机械设计中可以选择冷热状态下材料性能发挥较好的材料。如果不能避免热处理的加工，就要选用简单的材料，这样就会减少污染。

3.4 选择无害的机械材料

在机械设计加工的过程中，较多的材料会出现一些危险元素，例如钠元素。这类元素不仅会造成环境污染，还会对人体造成一定的伤害。所以，需要在对机械材料进行选择时，要检测材料是否含有害元素，注意对材料的检测，避免有害材料混入其中。

3.5 选择可回收机械材料

随着机械化建设的不断消耗，金属产量也逐渐减少，这使机械化发展受到一定的限制。在机械设计中比较常见的是钢材料，而钢材的品种比较多，给回收工作带来了一些麻烦。不同的金属元素混合，造成回收工作的浪费。因此，在保证机械工程行业可持续发展的同时，还要保证选取一些可回收循环利用的材料。

4 结语

随着我国科学技术的不断进步和社会主义经济的快速发展，我国工业机械化建设不断的取得了新的突破，同时也造成了机械原材料的过度浪费，为了避免机械原材料出现过度浪费，合理的选择和使用材料已经成为了目前机械设计的可持续发展的目标。对设计需求和材料特征进行充分的设计，还要合理的使用经济、绿色无污染和安全环保的机械加工材料，这些将成为机械发展的趋势。

参考文献

[1] 周玉丰，张帆.机械设计中材料的选择和应用分析[J].河北农机， 2014（12）.

[2] 李冠效，雷长贵.机械设计中的材料选择和应用解析[J].硅谷，2014（2）.

[3] 刘秀霞.基于机械设计中材料选择和使用分析[J].中国机械，2015 （08）.