机械设计中材料的选择和应用问题研究

王筱冬

（榆林学院能源工程学院，陕西 榆林 719000）

机械设计中材料的选择和应用是十分关键的一个方面，其会对机械设计产品的功能与质量形成直接的影响作用，当前在缺少资源的形势下，人们日益重视应用的材料问题。可持续发展业已变成国内的发展基本国策之一，因此机械设计材料的选择和应用问题应坚持这个原则，在确保材料质量的基础上，选择新型的、环保的、经济性的材料。

1 机械设计中材料的选择和应用

1.1 实用材料的选择和应用

机械设计中第一个需要考虑的问题是选择和应用材料的实用性问题，进而结合材料的设计标准科学地进行制造和加工。一般来讲，机械设计的标准要求比较严格的材料特性，务必在实现生产需要跟工艺条件下进行加工，根据各种工艺技术加工机械产品，这就需要保障材料的实用性跟机械设计的需要相符合。并且，机械加工应兼顾材料的性能强度与耐磨性等，有些情况下应特殊化地处理加工材料之后的零件外形，从而结合各种零件的特点选用适宜的材料实施加工，最终得到符合设计指标的机械产品。

1.2 低耗材料的选择和应用

国内倡导的生活与生产方式之一是建构节省资源型与环境友好型的社会。对于机械设计而言，在处理材料的情况下应重视环保与低消耗问题。当今在加工机械的时候，应用于加工中的一种关键的工艺技术热处理会严重地影响到周围的环境，从而使大气污染形成。为此，在机械设计中选用与应用基于热轧与冷轧情况下依旧具备优良特性的机械材料，倘若加工中必须使用热处理工艺技术，那么需要尽可能地应用便于操作的材料，从而能够使污染环境与浪费资源的现象减少。

1.3 载荷性材料的选择和应用

在加工机械材料后，失效的情况经常会出发生。在工作实践中应用加工之后零件的时候，抑制失效的现象非常容易发生。这或许是由于机械设计中选择应用的材料的载荷性能不同造成的。这就要求根据实际标准对材料的荷载性能进行估算，从而科学地选用适宜载荷的材料，以减少生产费用，确保机械设计的顺利进行。

1.4 无害材料的选择和应用

机械设计材料可能存在相应的毒性，像是金属镍元素。如此的元素会永久性地伤害人类，也会污染大气环境，因此应留意选用的材料，实时地进行检测，防止混入有害有毒的物质。

2 机械设计中材料的选择和应用需要注意的问题

2.1 实现机械零件的应用标准

在选择和应用机械设计材料的情况下，务必保证零件不会形成扭曲，保证其实用价值，结合比较坚固的材料实现设计，从而可以均匀分散机械的受力，实现材料抗变特性的优化。例如，在设计加工机械的情况下，能够实施低碳钢掺碳或者是中碳调制的加工手段，从而使材料的特性提高，最终实现应用机械零件的标准。

2.2 实现经济性的需要

在选用机械设计材料时，应尤为认真和小心。不但不会浪费材料，而且尽量地实现机械设计产品的所有性能。例如，对于选用的要求相应硬度的材料，企业应权衡能够开展机械设计的材料，在选择的结合零件要达到的硬度、零件的大小和尺寸、材料的实际形状等，并且认真地计算需要材料的数量，防止出现浪费的情况，不然会导致增加机械设计的费用。例如，在机械设计中要求的截面面积是50mm以上，那么企业能够选择和应用20Cr；倘若要求的截面面积是50mm～150mm间，以及其重量在50kg以内，那么企业能够选择和应用20Cmnti，像是这样的选择，企业能够科学地完善与优化机械设计材料的选择，防止发生浪费的情况而进一步缺少资源，进而导致显著地增多企业的费用投入，难以实现理想的经济效益。

2.3 实现环保性的需要

机械设计材料的选择应把好工业生产源头，选用无害、环保的材料。在此过程当中，负责机械设计的工作者显得非常关键，机械设计工作者应学习大量的相关知识，能够全面地把握与探究机械设计材料，从而做出最终的理想化选择。机械设计这项工作是长期性的、任务重，而机械设计是所有工作正常开展的基础保障和前提条件，而企业设计的理想与否会影响到工业生产的好坏。因此，为了实现理想的经济效益，企业的机械设计应坚持生态平衡、环保保护的原则，以环保作为一项重要指标，从而有效地保护人类生存和发展的美好世界。

3 结语

总而言之，伴随社会文明的进步与经济的发展，机械设计制造业得以迅速地发展，实现了较大的突破，而在机械加工中选择和应用机械设计材料的问题变得非常关键，这就需要机械设计对材料的选择和应用坚持适应性、经济性、环保性、可持续性的要求，根据各种机械设计的标准选用适宜的机械设计材料，从而使加工机械的效率与质量提升。