探讨机械设计中材料的选择和应用

张靖宇

（大庆油田装备制造集团，黑龙江大庆 163000）

0 引言

随着经济的不断发展，人们的生活水平越来越高，人们对机械设计中材料的要求越来越高，对材料的要求也在不断地发生变化，做好材料的选择工作对机械设计工作的开展有重要的作用。

1 机械设计中材料选择的重要性

改革开放以来，经济迅速发展，经济水平快速提高，工业在发展的过程中占据重要的地位，工业的发展离不开机械制造业的发展，同时也推动机械制造业的发展。要促进机械制造业又好又快的发展，就应该选择合适的、物美价廉的材料。选择合适的材料可以有效的促进机械制造行业不断健康发展，增加自身的竞争力，为企业带来经济效益，促进环保工作开展，推动机械设计的行业不断地向前发展和提高机械制造行业的整体的工作水平。做好机械设计中材料的选择工作可以间接的促进人们生活水平的不断提高和健康发展。

2 机械设计中材料的选择和应用

2.1 功能性材料的选择

在机械设计的材料当中，不同的机械部件有其自身的功能，因此，对材料有不同的要求，那么在选择机械材料之前，工作人员应该根据不同的机械部件的功能进行合理的、科学的选择材料。比如一些磨损程度比较高的零件在进行选择材料的时候，应该选择耐磨的材料。如果一些零部件经常在水下进行工作，那么在进行部件选择时，就应该选择防水性比较强的材料。如果有的机械装置主要是为了美观，那么在进行机械装置材料选择时，应该注重材料的美观性能，将其是否美观做为考虑的第一因素。因此在对机械装置的材料进行选择的时候，应该将其功能摆在最重要的位置，作为第一需要考虑的因素，机械装置的不同的部件对材料的要求不尽相同，因此，应该做好基本的功课，选择合适的材料。

2.2 碳素钢与合金钢的选择

机械制造中材料的选择主要是金属材料，碳素钢在机械制造过程中被广泛使用。碳素钢在生产过程当中，生产工艺简单且生产成本较低，因此，适宜大范围的使用和推广。但是碳素钢也有一定的局限性，主要表现在碳素钢韧性较差，容易发生折断。碳素钢在使用过程当中，不适宜体型偏大的零部件的制造与生产，适宜体型较小的零部件的生产。随着科技的不断进步和人员的不断投入生产，一些专业的研究人员研发出合金钢，合金钢的出现解决了碳素钢存在的一些问题，合金钢的韧度和强度高，使用过程中不容易断，可以较大规模的进行零部件的制造，大大方便了机械制造行业的发展，最大程度的促进了资源的最大程度的使用，减少了资源的浪费。

2.3 载荷类型材料的选择和应用

机械制造行业在应用的过程当中常常会出现一系列新问题，比如零部件的老化以及工作过程中的磨损。零部件损坏程度与零部件自身的功能有关，因此应该根据零部件所能承受的最大的载荷和使用寿命选择材料，尽量选择载荷量大的，寿命时间较长且价格较低的材料。

2.4 机械制造当中低耗材料的选择

近年来越来越重视经济和生态环境相结合的可持续发展，多次提出应该重视环境保护工作，坚决打击重污染型的企业，禁止污染严重的企业进行相关的活动。除此之外，在材料的市场也不断地涌现出很多环保型的材料，人们在进行材料选购的时候也越来越重视环保性能，环境保护越来越渗透到人们的日常生活当中。机械制造的生产时间较长，一般处于大范围的生产制造中，所以选择环保型的材料可以在很大的程度上促进环保工作的顺利开展。比如，机械制造的一些材料具有防腐的效果，但是要想充分发挥其防腐功能，需要对防腐的原料进行向外的喷洒，那么在喷洒的过程当中很容易造成对空气的污染，针对此类情况，为减少环境的污染，可以改进防腐材料的功能，对防腐材料不断地进行改进，让材料自身的防腐性能得到很大发挥，既可以保证材料本身的性能发挥还不会污染环境。还有的材料在进行加工之前需要加热才可以正常的进行生产，在材料加热的时候可能会对环境造成一定程度的污染，可以改进材料的性能，使其在工作中尽量减少加热或者换一种方法进行处理，进而减少对环境的污染。

3 机械设计中材料应用工作的注意要点

3.1 适用性及经济性的和谐统一

不论何种性质的企业在生产过程中，首先考虑的因素就是经济性和适应性，经济性和适应性的特点可以促进机械制造行业的不断发展，两项功能也是企业在进行材料选择时首先要考虑的因素之一，有很多的材料虽然实际应用的价值很高，但制造成本也很高，可以说其自身价值和制造成本成正比，但是企业的发展水平高低不一，发展水平较低的企业因为自身的水平和经济能力有限就不适用使用价值高的材料。除此之外，还有很多的发展水平较低的企业，在进行生产活动的时，会为获得更大的利润，选择价格低的原材料，但是这些原材料在使用的过程当中可能会对环境造成污染。比如在农村地区，有很多一本万利的产业，比如对石头进行碾压、磨碎，进而生产出大批量的水泥，可以说在原材料的购买上，成本是微乎其微，但在生产过程中，会排放出大量的废水，排放到河里，当地的水质就会受到严重破坏。因此，不同的企业在选择材料的时候，应该对材料制造的整个生产过程进行合理、充分的考虑，将适用性和经济性相结合，特别是一些发展规模较小的企业，在发展的过程当中可能会受到一些限制，那么这时对材料的选择会受到诸多的限制。在工艺生产和制造的过程当中，应该在购买物美价廉的材料的同时，还应该将材料本身的性能得到更好的发挥，进而促进整个工艺的发展和机械制造工程顺利开展，因此，在进行机械制造材料的选择时，应将适用性和经济性相结合，将其作为主要考虑的因素。

3.2 环保性和节能性相结合

我国是能源大国，能源总量消耗在世界上占据前列，同样我国也是人口大国，人均资源的拥有量很低，需要企业在进行生产活动时，将节能减排作为首要考虑的因素。现在每个行业都越来越重视可持续发展的理念，要想促进可持续发展的理念不断地深入与发展，在进行机械制造材料选择的时候，应该充分考虑材料的节能性，节能减排和我们的生活息息相关，国家一直在提倡节能减排，而节能减排的具体的工作的落实涉及到生活的方方面面，要想促进节能减排工作的顺利开展，需要严格遵循相关政策，遵循国家的大政方针，进行相应的节能减排方面的建设。在进行机械制造的时候，可能会产生大量的污染物和废弃物，有的材料如果长时间被应用甚至超过其自身的承受能力，那么在继续进行生产过程中，可能会对环境产生严重污染，为防止此类情况的发生和减轻环境污染，在进行机械制造中材料选择的时候，应该将此作为充分考虑的因素，将节能性和环保性作为考虑的重要因素。在进行节能减排工作时，忽视这两个重要的因素，可能会排放出大量的污染物污染环境，在进行材料的选择时，将环保性和节能性两者相结合，可以在很大程度上减少对环境的污染和减少污染物的排放，促进企业的可持续发展，就有利于促进国家整体的可持续发展。

4 结语

要想促进机械制造行业顺利发展，做好材料选择工作是一项很重要的基础工作。在进行材料选择时，应该将节能性与环保性还有适用性和经济性等多种性能相结合，特别是一些小微企业，在发展的过程中可能会遇到一些瓶颈，那么不论什么时候，何种类型的企业都应该将此四项原则作为材料选择的首要考虑的因素，为促进环境保护工作的开展出谋划策。