金属材料在机械设计中的选择与应用

孙乐维

（新乡职业技术学院，河南新乡 453000）

在新的历史时期，我国机械制造行业相比过去有了质的飞跃，而取得快速发展的重要原因就是对于金属材料的应用和选择。在发展过程中也出现了环境恶化以及资源枯竭等问题，因此在发展过程中需要我们基于绿色环保生产理念，合理利用资源和选择材料，这样才能促进机械制造行业健康的发展。

1 机械设计中对金属材料选择的原则

1.1 荷载的性质和荷载的大小

对于机械设计行业来说，金属材料的荷载性质以及荷载大小一直都是人们关注和研究的重点内容。金属材料具有良好的荷载力以及可塑性，那么制造出来的机械设备就会具有优异的性能，能够有效地提升机械设备的工作效率。 同时不同的机械设备在外观上会存在很大的差异性，在选择材料时应该考虑到载荷大小和可塑性，这样才能有效地提升机械设备的性能，使之能够满足各方面的标准要求，更好地发挥出机械设备的功能。

1.2 零件所处的工作环境

金属材料能够广泛应用于机械设计中和设备的工作环境是息息相关的，对于机械制造来说，应该根据零件的工作环境要求，选择合适的金属材料。譬如说金属里面的铝，有着很强的耐腐蚀性，生产的设备能够在湿热的环境中使用，只有合理选择材料，才能有效发挥设备的性能。

1.3 材料的加工性能和材料的结构

在机械设计过程中，对于金属材料的加工性能是需要我们重点关注的内容，有些零件有着非常复杂的结构，可以通过板材冲压以及铸造毛坯等手段进行制造。金属材料的加工性能具有多方面的内容，譬如说冲压性、焊接性以及铸造性，在机械设备生产制造中，需要综合考虑材料能否满足这些要求。

2 机械设计中金属材料选择与应用的注意内容

2.1 金属材料的经济性和适用性

在机械设计制造领域选择金属材料时，需要综合考虑到金属材料的经济性和适用性，需要对设备进行全方位的检测，从而促使机械设备能够有效发挥出金属材料的性能，与此同时，在生产制造过程中，还应该满足经济性的要求。在众多的金属材料中，碳素钢是应用最为广泛的金属材料，在生产制造中有着非常优异的加工性能，并且自身有着非常高的性价比。但是碳素钢，自身存在一定的缺陷，例如强度和韧性存在不足，为了改进这个缺点，人们在生产制造过程中添加一定比例的合金元素，使碳素钢升级成合金钢。这样既能发挥出碳素钢的性能，又能有效的改善金属材料的韧性和强度，使合金钢具备良好的耐腐蚀性在金属材料的选择与应用中，需要采用科学的生产工艺，譬如说通过铸造工艺生产的设备应该具有优异的收缩性和流动性，通过焊接工艺生产的机械设备应该具有优异的冲压性能，既符合适用性的要求，也符合经济性的要求，要综合考虑到金属材料的生产费用和加工费用以及对于机械设备的利用率等，科学合理的选择金属材料。

2.2 机械材料应用选择的环保性和节能性

在机械设计领域应该科学的选择合适的金属材料，在材料选择的过程中，应该考虑到环保性，并基于这个基础对金属材料进行选择。在材料加工环节应该尽可能的选择污染小的金属材料，秉持绿色生产的经营理念，不断优化金属材料加工和生产工艺，减少工业废气的排放，同时根据机械设备的使用要求，通过热轧和冷轧的生产工艺提升机械设备的性能，延长机械设备的使用年限，通过这种生产工艺还能够有效的减少对生态环境的污染。在选择金属材料时应该优先选择一些可再生的金属材料，通过这种途径和方式，能够有效的减少经济支出，并且对生态环境也有很好的保护作用。机械制造企业，应该优先选择一些没有危害性的金属材料，譬如说多选择一些金属泡沫的新型材料，一般来说，这类材料对环境和人体都没有很大的危害，这类材料的使用也符合国家对于环保的要求。在传统金属材料生产过程中，会产生大量的化学反应，并且随之会出现很多的有毒气体，对生态环境造成重要的影响，同时也危害着人们的身体健康，通过使用新型金属材料能够有效的避免这个问题，这些新型材料生产过程中不会出现有毒物质，并且能够循环使用，也具有很高的经济性。

在机械设计领域应该科学的选择金属材料，在生产过程中需要我们重点关注材料的经济性和环保性，随着社会的不断发展，机械化水平会越来越高，金属材料的重要性也会得到有效的显现，因此应该坚持节能环保的发展原则，促进社会经济的健康发展。