浅析机械设计中材料的选择与应用

夏海鑫

摘 要：近些年，随着“中国制造2025”计划的实施，特别是 “智能制造”和“绿色制造”的快速发展，对机械设计行业提出了更多的要求。在机械设计行业中，材料的应用是机械设计行业运行和发展的基础。在现在资源严重损耗，机械设计的材料严重匮乏的情况下，全面考虑在机械设计的材料选择和应用问题，加强机械设计行业的环保和可持续发展是当下迫切需要解决的问题。本文将在新形势下对于机械设计的材料应用方面展开分析，提出一些在采用应用方面的建议和策略，希望能够对机械设计行业提供参考。

关键词：机械设计 材料选择 应用分析

在这个新时代，我们需要加强对机械材料的选择和应用问题的重视程度。在机械材料应用方面不仅要考虑到节约资源和保护环境，除此之外，在材料的应用方面还要考虑到材料本身的经济性。只有进一步完善机械设计中的材料选择应用工作，才能够不断促进我国机械设计行业的持续健康发展。

一、机械设计中对于选材应用的重要性分析

在机械设计中对于选材及其应用是机械设计环节的重点。对于机械设计来说，对于材料的选择和应用非常重要，材料的质量如何将直接影响到机械自身的功能性和质量好坏，在现在资源紧缺的大环境下，在机械设计的选材应用方面必须要本着可持续发展的原则去进行。在考虑到材料的环保性和实用性的同时，还要考虑到其是否有利于节约资源和保护环境，除此之外，在材料的应用方面还要考虑到材料本身的经济性。机械工程是城市建设的基础，随着城市建设的扩大，对于机械工程中原材料的需求也在增加，然而，在机械设计中的原材料很多都处于短缺状态，实现选材及应用材料的经济环保性是今后机械设计行业发展的必要要求和趋势，实现对材料的充分利用是今后在机械选材和应用过程当中的重点所在。

二、在机械设计中选材及应用中的注意事项

1.材料的经济适用性。在对于选材及应用方面对于材料首先要考虑的就是经济适用性。机械设计人员要根据机械设计的整体构造以及生产、安装以及铸造等过程综合考虑，也要依照加工制造及使用情况，进行材料的甄别。最大限度的开发出其材料价值的同时实现预期的功能。比如，在机械铸造中既要有流动的特性，同时还应该具备收缩特性；锻造加工的过程中就需要要求材料具备良好的可锻造性，同时又要求材料锻后能冷却性质好。实际生产制造过程中，要依据原料的不同性质与实际的设计对于工艺的需要，在满足设计需求的基础上，充分考虑材料的经济适用性。

2.材料的环保节能性和可持续发展性。在当今这个资源短缺和环境危机的大环境下，人们越来越认识到资源浪费和环境破坏问题的严重性，人们的环境意识逐渐加强，环保和节能充斥在各个行业当中，成为当下的关注的焦点。随着科技的发展，有限的资源在不断的被消耗，资源短缺的问题日益严重。所以，在机械设计中对于选材及应用中要注重选材的环保和节能性，这不仅是实现机械设计行业可持续发展的要求，也是实现我国经济社会可持续发展的要求，对于材料的选择上在满足机械设计需求的同时，首先要考虑低能耗和低污染的材料，能用可再生资源就不用不可再生资源，建立在可持续发展战略之上，这就响应了国家可持续发展的发展理念。

三、机械设计选材和应用

1.选材的适用性。适用性是机械设计选材的重要原则之一。在机械设计中，一般都是要根据相应的设计工艺对于所选材料进行热处理和锻造等加工环节，这就对选择的材料有非常严格的要求。因此，在机械设计选材环节要根据设计的材料需求选择合适的材料。在机械材料加工中除了对材料的材质有严格的要求之外，还对材料的外观方面也有一定的要求。

2.负荷型材料的选材。材料失效是常见的问题之一，机械运行状态下的材料失效会造成严重的生产事故。材料失效的一个重要原因就是所选材料的承载力不能满足要求。因此，要保证机械能够正常运行，减少上述现象发生，就要对机械设计的选材进行严格把控，在选材阶段要充分考虑到材料的合理性，在充分考虑到材料载荷型的基础上选择性价比较高的材料。

3.低能耗的机械选材。在机械设计这个行业领域对于选材低能耗的要求非常高，在保证选材的适用性的同时要考虑材料的低能耗、低污染方面的特性。例如，机械设计中的热处理环节对于机械设备的寿命和性能上有着非常大的影响，并且在这个过程当中会造成非常严重的环境污染，如果在设计中选择一些在热轧和冷轧状态下还能够发挥良好性能，较易处理的材料就可以大大减轻环境污染、减轻资源损耗和延长机械寿命。

4.无害化的机械选材。在很多机械设计中的应用材料中都有有害物质，这类元素不仅对环境有很大的污染，如果人体在受到此类物质侵害时，也会对人体产生永久不可逆的损伤。因此在机械设计选材时应该尽量避免有害物质的使用，减少对环境和人体的损害。

5.可回收利用的机械选材。一些机械设备零件都是用金属制成的，而且大多数都是稀缺金属制成的，若在机械设计加工中材料不断损耗，就会造成稀缺金属的短缺和材料的浪费。因此，机械设计选材还要考虑到选材的可回收性。

四、总结

在我国社会经济发展的同时，造成了非常严重的环境污染和资源浪费。虽然我国的机械化水平不断提升，但是这种提升是建立在环境污染和资源浪费之上的。为了避免资源的过度浪费和保护环境，实现可持续发展，就要重视机械设计的选材及应用问题。希望本文在机械设计的选材及应用方面能够给机械设计行业提供一些参考，使机械设计选材及应用更加合理，帮助我国的机械设计行业更好的发展。

参考文献：

[1]周玉豐，张 帆.机械设计中材料的选择和应用分析[J].河北农机，2014

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

[3]刘秀霞.基于机械设计中材料的选择和使用分析[J].中国机械，2015