探讨机械设计中材料的选择和应用

陈遥韵

（成都理工大学 核技术与自动化工程学院，四川 成都 610059）

探讨机械设计中材料的选择和应用

陈遥韵

（成都理工大学 核技术与自动化工程学院，四川 成都 610059）

文章以简述材料选取使用对机械设计的意义为切入点，并在细致分析材料如何选取和使用的相关方法基础上，对材料选取和运用应注意的问题进行了简单探讨，希望可以为广大机械设计人员提供一些可靠建议。

机械设计；材料选择；应用

随着城市化构建程度的加快，使机械已成为人们生活中不可缺失的一部分，而该行业的发展也越来越受到更多人的重视。在机械行业中，材料的选择和使用是属于其基本内容之一，会对机械行业的整体发展产生重要影响。因此，文章针对这方面进行了一番细致探究。

1 材料的使用和选取在机械设计中的重要性

现阶段，在我国工业的发展过程中机械设备已得到了成熟的运用，而正因为这样，使其设备需求量也得到了大量扩增，从而造成机械材料发生了欠缺情况。材料是机械中基本构成条件之一，是维持机械行业推进的重要部分。因此，在机械设计进程中，除了要重视材料的合理性问题，还要从竞技性、环境污染等众多角度去重视材料的运用和选择，当然，这也是该行业在后期发展中需要不断分析研讨的问题。总而言之，只有清晰认识到机械设计中材料使用和选取的关键性，才能更好地完成机械设计工作，进而对我国机械设计的健康发展起到一个推动的作用。

2 材料的使用和选取

（1）实用性。在机械设计中，第一步需要考虑的是材料的实用性。这是因为在运用机械材料的时候，其指标是工艺制造，需要对材料开展切削、铸造、热处理等一系列工作，因此按照材料的应用范畴，要选取具有一定实用性的材料，从而达到生产目的。第二步是在对材料的选取过程中，零件的差异性也有着不同要求的，且在材料的耐磨性以及强度方面，当然还有小部分零件其在外观上要求更为特殊。因此，在选择材料时，一定要在熟悉各零件对材料的需要，然后挑选性能高的材料。

（2）合金钢与碳素钢。目前，在机械设计中，碳素钢是属于常用的材料之一。该材料在加工方面，其工艺高，最主要的是价格亲民，但在运用角度上，对机械设计还是有局限性的。其强度弱、韧性不理想，使得无法在中等形状或大于中等形状相关零件中投入使用。而相关研究人员为了更好地对该缺点进行弥补、处理，则就在其中加入了一些合金元素，成为“合金钢”，这在某种程度上对材料的强度和韧性进行提升，产生了渗透性的效果，还在材料的耐磨性方面有了一定加强。通常状况下，为了对零件淬火、后有破裂纹的现象进行预防，需对合金钢给予适宜选取。因为这可以降低资源浪费度，还可以让零部件在某种状况下具有一定保障。

（3）无害。因部分机械材料会对人体健康产生危害，而倘若长期如此，则必然会对生命构成威胁。如，Cr+6，离子状，该元素对人体损害巨大，当然还有Ni、As元素等。上述物质除了对人体保持健康有害以外，还对土壤、水资源等同样也有危害。所以，对材料的选取一定要给予高度重视，不要出现选择错误的问题，避免对人体产生损害。

（4）载荷型。通常在机械设计中，材料不能正常应用的问题会频繁发生，这是由于选择的材料其在荷载方面水平低。外加很多机械在功能正常发挥中，常出现突然失灵问题，而引起此类情况的因素就是“荷载”。所以，在选取材料时，针对于材料的荷载水平方面一定要慎重考虑，为机械设计奠定良好的基础。

（5）低耗材料。要想让机械行业可以做到稳定健康发展，则务必要尽最大限度对环保性材料进行选择。在材料使用中，尽可能不要用热处理技能应对，要确保材料的使用时间、性能，减少环境产生污染的可能。所以，在机械设计选取材料时，可以通过在冷、热轧的基础上，要选择具备性能良好的材料。此外，倘若必须要进行热处理程序，则一定要选取热处理步骤少的。不仅如此，还要考虑到材料的消耗性，尽量选择低消耗，进一步保证机械行业的稳定前进。

（6）可回收材料。机械设计中众多材料源于金属制造，但金属在地球中数量有限，这也对机械行业的整体发展产生了影响。而对机械材料的使用过于普遍化，如“钢”就有一百多种。那么在材料回收循环使用之时，这些多元化金属元素混合加大了材料回收难度，诱导材料过度浪费。因此，为了机械行业的稳定发展，则尽最大限度选择能循环使用以及可回收的材料。

3 材料选取和应用中注意事项

（1）经济适用。当下在机械设计中，材料的适宜性是最为重要的。而对于该工作内容，有关工作者势必要将“加工工艺”当成选取材料的原则之一。机械设计材料的差异性，也具备不一样的技术需求，例如焊接、铸造等有关方面均需不同样的工艺制造。所以，在不同材料使用过程中，要尽最大可能将其不同的性能进行努力展现，让其都有可用性。除此之外，还要在确保零部件具有性能前提下，要大量控制材料，将“经济适用”发挥到最大。

（2）节能环保。依据我国的可持续发展，因此对企业的要求无论是在运营还是生产中均是建立在环保、节能基础之上的。所以，任何一个企业都应该遵守该原则，自始至终贯彻该策略。而面对于机械设计材料的使用和挑选，存在一些不可再生资源是必然的，倘若过度消耗，则势必会对后期材料的运用构成一定隐患。所以，不管是材料的选择还是应用，要做到节能环保。

综上所述，在机械设计材料应用和选取过程中，必须要以行业的向前发展为前提，从而在达到机械设计生产需求基础上，对材料的优良性、实用性、竞技性进行选择。因为只有做到这样，才可以实现机械行业的稳中前进，落实机械设计行业的健康持续发展。另外，在机械硬件设施的材料选取方面，除了要重视零部件的科学合理性，还要对零部件间的切合度、配合度给予考虑。

［1］车明浪.史兆伟.机械设计中材料的选择和应用［J］.现代制造技术与装备，2015，（6）：104-105.

［2］程建磊.机械设计中材料的选择和应用［J］.现代商贸工业，2016，（15）：182-183.

［3］边明江.机械设计中的材料的选择和应用［J］.山东工业技术，2015，（28）：261-262.

Discussion on Selection and Application of Materials in Mechanical Design

CHEN Yao-yun
（College of Nuclear Technology and Automation Engineering，Chengdu University of Technology，Chengdu，Sichuan 610059，China）

Thispaperdiscussesthesignificanceofmaterialselectionandtheuseofmechanicaldesign，andanalyzestheselection ofmaterialsandnotestobecaredintheapplicationbasedon howtoselectandusematerials，hopingtoprovidesomereliableadvice themajorityofmechanicaldesigners.

mechanicaldesign；materialselection；application

TH122-4

A

2095-980X（2017）02-0004-01

2017-01-12

陈遥韵（1994-），男，四川成都人，大学本科，主要研究方向：机械工程。