机械工程材料应用及前景展望分析

刘明东

摘 要：为使机械工程材料得到更好的应用以及发展，需要对相关的资源浪费、高能耗等问题进行有效解决。基于此，本文首先对机械工程材料的概念与实际应用进行说明，随后对机械工程材料的应用现状进行分析，最后阐述对机械工程材料发展前景的展望，以供相关人士的阅读与分析。

关键词：机械工程材料;应用;前景展望

引言

机械工程材料对机械的设计、制造、维修等方面有着极為重要的影响，它不仅是机械工程当中的核心内容，也是影响机械工程可持续发展的关键所在。因此，如何在低能耗、高质量的基础下，对机械工程材料进行合理的选择，是现阶段机械工程领域中的重点研究问题。

一、机械工程材料的基本概念与实际应用

（一）机械工程材料的基本概念

所谓机械工程材料是指，被用以制造、生产各类机械零件与构件的基础材料，以及在进行机械制造过程中所使用的工艺材料。在实际的生产应用中，因机械工程的涉及面较广，所以材料种类繁多，而根据其基本性质，可将机械工程材料分为金属材料、非金属材料两大种类;其中的金属材料可分为黑色金属、有色金属两种[1]。尽管有色金属的使用量只占金属材料的5%左右，但因其导电性、导热性较为良好，并具有良好的化学稳定性等优势，所以在机械工程中占有重要地位。非金属材料还可细分为无机非金属材料、有机高分子材料;其中的无机非金属材料，不仅包括陶瓷、玻璃、水泥以及耐火材料，还包括碳化硅、氮化硅等新型材料，而有机高分子材料则包括木材，橡胶等天然有机材料，以及合成树脂。

（二）机械工程材料的实际应用

1.有色金属类机械工程材料的实际应用

首先，铝以及铝合金的应用。铝以及铝合金具有密度小、导热强、可塑性强，以及性价比高等特征。而这也是铝以及铝合金被广泛的应用在交通运输、航空航天等行业部门。例如，由于铝锂合金所具有低密度、优质的低温、耐腐以及超塑成型性能，因此被公认为航空、航天领域中比较理想的结构工程材料。当前，铝锂合金因自身的优势，被作为储箱、仪器舱等结构的材料得到了更为广泛的应用。现阶段，铝基复合材料可以在一定范围内，对铝合金、钢以及陶瓷等常用汽车材料进行替代，并被用于汽车一些关键性零件的生产;特别是在高速运动的零件生产中，这类材料对降低运动惯性、改善排放以及汽车综合性能的提升，有着非常积极的作用，而且在汽车领域中还拥有着良好的发展与应用前景。

其次，镁以及镁合金的应用。良好的物理性能与机械加工性能，是镁以及镁合金最为显著的特征与优势，此外镁具有极为丰富的自然储量，因此被认为是应用最为广泛且极具发展前景的轻量化材料，同时它也是重要的绿色金属材料[2]。镁合金通常被用于汽车、摩托车等交通产品的生产当中，而镁作为轻便金属在汽车减重，以及性能改善中所具有的价值，已得到更为广泛的应用。此外，电子信息以及仪器、仪表等行业的进一步发展，也为铝合金的应用提供了新的途径;随着对电子设备仪器轻薄、微型、抗摔等要求的不断提升，再通过对电磁屏蔽、散热以及环保等方面的综合考量，镁合金成为了相关行业中的首选材料。

2.黑色金属类机械工程材料的实际应用

钢铁材料是现阶段较为常用的黑色金属材料，它常被用于重要的机械设备生产当中。随着钢铁工业的进一步发展，其产品结构也在不断地发生变化、调整，其产业集中度也得到了进一步的提升。在实际的生产工作中，其主要的应用领域为各类工业生产行业、电力系统、石油机械与输油管道、建筑建材与设备等。

二、机械工程材料的应用现状

首先，以经济适用性的角度分析机械工程材料的应用现状。当前，在对工程材料进行挑选时，需要对材料的适用性与经济性进行考虑。例如，在机械的铸造工艺中，为保证材料的吸气性、收缩性、以及流动性的良好，必须在锻造前考虑所用材料的抗压性能是否良好、锻造后能否进行有效的冷却等因素，这样才能使材料的实际应用价值得到充分发挥[3]。同时，还要考虑到工程预算的情况，这样才能够对机械工程的整体投入成本进行更合理地控制。

其次，以环保节能的角度进行分析。为实现生态、经济的可持续发展需求，现阶段的工业生产，必须严格遵循相关自然生态保护的相关规定，同时要实现对各项资源的合理利用，以便保证生态的平衡。当前，被应用于工程制造的各项材料基本都是不能再生的一次性资源;如果对材料进行毫无节制的过度运用，就会导致其迅速地消失，进而会使机械制造业的发展受到严重阻碍。因此，在进行工业生产前，必须对材料的选择与应用做好科学、合理的规划，这样既能够满足工业生产的需求，还可以达成环境保护的目的。

三、机械工程材料的发展前景展望

（一）实用性机械工程材料的发展

机械材料自身所具有的实用性，是机械工程进行材料选择时，必须进行考虑的重要因素。材料在机械工程中的应用，必须要根据设计工艺的要求，进行相应的铸造、加工以及处理。而相关的工艺过程，对材料特性具有非常严格的要求，这使得在对材料进行选择时，其必须满足相应的工艺要求;同时，必须要在满足生产需求的基础上，保证相关的生产加工过程满足设计的需求。在对实用性零件进行生产加工时，必须考虑到所用材料的耐磨性能、以及强度等特性，以便可以更好地满足生产与使用要求。

（二）低能耗类机械工程材料的发展

为使经济、环境以及生态得到更为稳定的发展，可持续发展战略被应用于各个行业领域当中。为保证机械工程的可持续发展，就需要使工程设计和所选材料具有低能耗、无污染的特性，低能耗无污染。在进行机械设计时，应采用更为环保的方式对材料进行加工，以便对能源损耗进行有效控制。在当前的机械加工、处理工作中，热处理会对机械材料的性能产生极大的损坏，并且还会造成严重的环境污染。因此，实际生产中应尽量避免对热处理的应用，同时要选择冷轧、热轧状态下，自身性能可以得到更好发挥的材料。在必须要应用热处理加工时，需要对其加工流程进行科学的简化，以便对能源损耗、污染等进行合理控制。

（三）可回收类机械工程材料的发展

机械工程中，其所应用的大部分零件都是由金属材料制成的，但需要注意的是金属产量与储量是有限的，随着机械工程对金属材料的不断消耗，其储量也在逐步减少，而这会对机械工程的发展造成严重的限制与阻碍[4]。以钢铁为例，其在机械工程中的应用非常广泛，同时钢材的类型也较多，这对后续回收工作造成了一定困难，进而使钢材资源在使用、回收的过程中出现了浪费的问题。在回收的过程中，将不同类型的金属元素混合在一起，会造成严重的金属资源浪费。所以，为保证机械工程行业的可持续发展，必须选择能够进行可回收类的机械加工材料进行运用。

四、结束语

综上所述，随着工业技术的飞速发展，使工业体系也在逐步地完善，并也随着机械化建设的发展得到了有效创新。这使机械工程生产建设进入到了全新的发展领域，同时工程材料的浪费，以及污染问题也亟须得到解决。因此，必须推进机械工程材料的可持续性发展，这样才能使机械工程行业的稳定发展得到有效保障。

参考文献：

[1]张建华，顾吉胜，戴海静，等.机械设计过程中机械材料的选择和应用[J].中国科技投资，2019，000（013）：197.

[2]朱辉.论机械工程材料应用的研究分析[J].山东工业技术，2019（22）：35-35.

[3]施跃，张江水.谈化工冶金材料工程领域的研究现状及未来发展——评《未来的化工冶金材料工程》[J].材料保护，2019，v.52;NO.491（12）：179-179.

[4]范爱华.高分子材料工程的应用与发展分析[J].中国室内装饰装修天地，2020，000（009）：54.