机械工程材料应用现状与发展趋势

狄博

摘 要：人类的发展史离不开材料，材料跟我们的生活信息相关，生产技术的提升和生活水平的提升都离不开各种材料的使用。在机械工程当中，材料也起到了关键作用，在机械工程当中钢材应用最广，占到了全部材料的70%以上，但是目前机械工程中的材料浪费情况特别严重，这也就造成了钢材的巨大浪费，钢材可以说是人类的重要材料之一，钢材的缺乏会严重影响人类发展进步的角度，但是随着近几年钢材替代材料的不断发展，对于钢材材料浪费的情况已经得到了很好的缓解，但是其缓解程度还远远不够。

关键词：机械工程；材料节约；现状；途径

1 机械设计中的材料选择

1.1功能性材料

在选择机械材料时，要注意制造部件的不同，对于功能性质的要求也有所不同，为此在选择机械材料之前要详细掌握材料的不特性，从而保证在选择材料时能够满足部件的应用需求。例如部分機械零件需要在机械制造中安装到需要较大支撑力的部位，而部分机械零件则需要安装在具有较强耐磨要求的位置。有的零件则是需要具备良好的外观条件，主要的作用就是美化作用。由此我们可以看出在选择安装零件时，需要对设计整体结构有一个大致的了解，同时掌握不同部位的不同功能要求，随后在根据个性化的设计需求来选择高性能的机械材料。

1.2合金钢与碳素钢材料

在进行机械设计时，所使用的最为普遍的金属材料就是碳素钢材料。碳素钢这种材料的加工过程十分简单，同时所需要的施工成本也比较低，但是实际应用范围却有所限制。碳素钢的硬度和韧度都比较差，因此不适合大尺寸零件的加工过程。而在这总情况下，合金钢应运而生，相关研究人员通过将合金元素添加到碳素钢的制造之中，从而产生合金钢，有效提高了碳素钢自身的硬度和韧性，这一过程就如同对碳素钢进行了淬透作用。除此之外，合金钢在碳素钢的基础上还使机械材料的耐磨性得到了一定的提升。在特殊的实践操作下，将碳素钢转变为具有良好使用性能的合金钢，不但有效提高了材料的使用性能，还减少了资源的浪费现象，有助于机械制造行业的绿色发展。

1.3载荷类型材料

在机械产品的实际运行过程中，经常会发生一些意外问题，例如机械的内部零件突然无法正常运转，而产生这种问题的主要原因就是没有合理选择机械材料，导致材料的负载能力较差。除此之外，在机械的实际运行过程中，机器经常会发生突然停运的事件，而出现这种问题的原因就是材料荷载力的影响。因此为了机械在运转过程中有效避免上述问题发生，促进机械的顺利运转，需要对机械材料进行深入研究，在了解机械材料不同使用性能的基础上计算好机械零件自身的负荷能力，从而为机械的正常运转提供基础的保障。

1.4低消耗材料

为了促进机械制造产业的可持续发展，在选择和使用相关机械材料过程中应该在最大程度上使用环保节能型材料。比如部分产品在进行生产制造的过程中需要选择具有较强防腐能力的机械材料来应对环境较为恶劣的施工情况，其中有的机械制造厂家会选择塑料质量或是不锈钢等材料，而有的生产厂家则会利用喷涂方式来实现提高机械制造的防腐效果，然而在对机械表面进行喷涂施工时，所产生的污染较大，会对自然环境造成严重的不良影响，从而不利于机械制造整体操作环节的可持续发展。由此相关设计者要认识到喷涂方式的不良影响，从而尽量避免使用喷涂方式来进行防腐性操作，要通过提高机械材料的自身性质来实现防腐的目的。

2 机械工程材料节约方法途径

2.1提升设计水平

提升设计水平可以说是我们第一个要做的，在现有条件下只有通过提升设计水平才能够最快的起到节约材料的效果。在提升方面我们要大力的推广新设计技术，大力发展计算机等优秀设计方法。设计人员的水准也是提升关键，提升设计人员的基础知识的同时也要保证设计人员接触到最新的设计理念。同时设计人员应该时刻了解最新材料，以便节约现有材料。

2.2加强管理避免人为浪费

在进行机械工程施工的过程中，技术人员应该抓好技术实施过程，把控材料的使用状况，避免因为技术失误而造成的材料浪费。管理人员应该加强管理，保证工人的工作效率和工作质量，避免因为工人施工质量而产生的材料浪费了，同时做好各部门协作也有利于避免一些因为材料浪费。

2.3采用先进材料加工技术

加工技术的落后也是我国目前造成材料浪费的主要问题之一，所以对于材料加工技术的提升也能够帮助节约材料。采购一些较为先进技的机械加工设备，例如将普通车床更换为数控车床，这样一来不仅可以降低材料的消耗，还可以大大的提升加工速度，从而节约了材料的情况下也节约了时间，大大降低了企业的制造成本，同时也能够降低工人工作强度。

2.4推广使用新式材料

虽然不同的材料拥有不同的特性，但是许多材料是拥有共同性的，特别是一些新式材料，这些材料能够极大的节约现有机械加工材料。例如，一些新式材料具有钢材的强度，但是加工手段上要比钢材容易许多，加工的简易也就意味着加工损耗的减少，从而节约材料。并且一些新式材料有着比现有材料更好耐腐蚀性，这种特性可以让材料使用周期更长，从而避免了因为经常更换零件而产生的额外材料消耗。

2.5加大再制造工程的使用

再制造工程也是目前主要的一个发展放向，国内外都将其列为今后发展的主要领域之一，再制造工程可以将原有报废或者长期使用材料进行处理，将这些材料丧失的特性重新“唤醒”，从而达到使用要求。这样就可以将原有材料的寿命增加，从而实现材料的节约。通过一些现有再制造的实例来看，有很多再制造材料都能够安全使用，并且有很多材料都取得了比以前更加优秀的效果。

结束语：

当前，随着科学技术的不断发展与进步，计算机技术与其它学科也已经被越来越多地引入到了材料领域的选择上，比如：数理统计、可靠性分析以及价值分析等，人们逐渐开发出了一些带有规律的选材方法。尤其是参照了相关指标之后，更加具有了相应的实用价值，使得材料的选择工作更加科学化与合理化。此外，伴随着网络技术和云计算技术的飞速发展，选材工作已经变得更加的方便快捷。相信，随着材料技术和信息技术的进一步发展，必将有越来越地新技术被广泛地应用到材料的优化选择上，未来机械材料的选择将变得更加方便快捷、精确可靠，从而在工程建设中发挥出越来越重要的作用。

参考文献

[1]刘阁，陈成.机械工程材料及热处理教学探索与实践[J].课程教育研究，2016（16）.

[2]呼吉亚.机械工程材料应用现状探讨[J].科技创新导报，2013（20）.

[3]刘冰.机械工程材料的节约方法[J].科技风，2016（14）.

（作者单位：万都（沈阳）汽车零部件有限公司）