关于机械设计中的材料选择和应用研究

黄康贵

摘 要：社会经济正在以迅雷不及掩耳之势突飞猛进，机械设计的发展远不能仅仅停留在原地，尤其是其中对材料的选择与应用，这对于机械行业来说至关重要。从前，机械设计注重的是材料是否耐磨、是否抗压、腐蚀性如何等等。但是，随着经济发展要求的变化，机械设计材料选择在环保性、经济性等方面也有了一定要求。因此，本文立足于此开展讨论与分析。

关键词：机械设计；材料，选择；应用

在城市化发展进程中，机械行业发挥了举足轻重的作用，而机械设计是机械行业的重点内容。在机械设计中，选择适当的材料，然后应用在适当的领域是一项基础工作，但是对于整个机械行业来说起着重要作用。

因此，机械设计一定要在材料的选择与应用方面加强重视，这对于我国未来经济发展产生重要影响。

一、机械设计材料选择的重要性

全球经济一体化快速发展，城市建设不断加快，对于机械方面的要求就越来越高，在我国的国民经济发展中，机械行业所占比重也在相应提高。但是，机械行业存在的原材料消耗问题、污染环境问题、不安全问题等阻碍着整个行业的发展，对我国发展持续性经济产生不利影响，因此，机械设计在材料选择与应用方面要不断进步和改革，从科学的角度出发，提升材料选择的实用性、经济性和科学性。相关学者提出，机械设计在材料选择的时候首先应该考虑的是合理性，在进行机械设计的时候，应该充分做好整机械的结构设计、功能设计，让每一项机械原材料得到最有效的利用。

二、机械设计在材料选择与应用方面应该重视的问题

（一）立足科学发展观

机械设计在材料的选择与应用方面首先应该立足科学发展观。机械设计一方面要让机械设备发挥最大使用功效，另一方面还要节约材料和能源，让资源得到合理配置。只有科学地选择材料和应用材料才能使机械材料与环境、社会、经济协和发展，从而创造一个可持续发展的社会。

（二）注重环保性与节能性

机械设计在选择材料的时候一定要考虑材料是否环保、是否节能。虽然我国经济发展速度很快，但是其中存在的问题却非常突出，例如资源消耗，能源浪费，环境污染，不可再生资源枯竭等等，这一系列负面影响对我国经济长久发展极为不利。因此，机械设计未来发展方向一定要是节能环保的，再也不能以损害人类生存环境为代价。

（三）重视实用性与经济性

机械设计材料选择与应用的另一考虑因素就是实用、经济。要想选择最实用、最经济的材料一定要对材料的特性、工艺充分了解。首先，考虑选择材料的实用性，机械设计中要涉及到各种复杂的工艺，例如焊接、铸造、切割等，而不同的工艺在材料性质方面具有不同的要求，如果其中一种材料需要进行多次加工和处理，那么，其他的工艺对此材料也必要达到要求，否则，整个机械设计的质量都会受到影响。其次，考虑选择材料的经济性，主要指的是进行机械设计的时候要注重原材料的成本，以及材料加工的成本。因此，对于机械设计来说，选择材料的时候一定要选择经济实用的，从综合的角度出发，进行科学合理的选择。

三、机械设计中如何进行材料选择与应用

（一）实用性材料

在机械设计中，材料的选择以实用性为第一考虑要点。主要原因在于：第一，机械材料的主要作用就是满足工艺生产的需要，例如需要进行材料的切割、锻造等，因此，在选择材料的时候要在其使用范围选择可操作的，这样才能达到生产的目的。第二，零件不同所选择的材料性能也有所不同，尤其是在材料的强度、韧性、耐磨程度方面存在差异，甚至还有些零件对外观的要求比较严格。因此，机械设计材料选择应用首先考虑的就是材料的实用性问题。

（二）载荷类型的材料

在机械设计过程中，有时候会出现材料用不了和达不到要求的现象，主要原因在于材料的外在负荷能力太弱。另外，还有的材料在机械正常运转的情况下出现卡壳、抑制的情况，其实这也是由于负荷方面出了问题。

（三）消耗较低的材料

在很长一段时间中，机械设计的材料选择在能源和资源消耗方面都较大，对社会、环境发展不利。因此，为了实现我国经济社会的可持续发展，在选材方面要注重选择一些耗能较低、污染较少的材料。

首先，尽最大限度避免选择一些需要进行热处理的材料。原因在于，材料在进行热处理过程中会导致材料寿命大大减短，影响其性能发挥。另外，还对社会环境造成污染。因此，机械设计选择材料的时候尽量选择进行热轧或者冷轧的工艺处理方式。其次，如果实在难以避免材料的热处理，这时选择不需要多次进行处理的材料。在机械设计选材的时候选择耗能较低的材料是促进机械行业持续发展的重要举措。

（四）危害较少的材料

经济发展步伐加快，人们生活水平提高，对于机械设计材料的要求也更高。在机械设计中，有一部分材料不仅对人体产生危害，对环境也会造成很大污染。因此，机械设计的材料选择首先要进行监测，防止将有害材料应用于机械之中，从而对人体和环境造成危害。

（五）可循环利用的材料

机械设计中，应用的材料90%以上都是金属的。金属是一种非常有限的资源，所以，如果机械行业不能有效利用金属能源，将影响未来的可持续发展。人类对于金属材料的应用非常热衷，比如，机械材料中钢的种类就有100多种。因此，在机械设计中要注重材料的循环利用，避免资源浪费。

综上所述，机械设计在机械行业中具有重要作用，材料选择尤其应该受到重视，机械设计的材料选择与应用一定要从行业、社会、经济的可持续发展角度出发，一方面满足经济社会生产需要，另一方面要考虑材料的实用性、环保性、经济性，减少社会污染、能源消耗。只有对材料性能进行综合评估，才能满足机械行业长远发展。

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