化工機(jī)械設(shè)計(jì)中材料分析

張銳（邢臺(tái)市新光工程技術(shù)有限責(zé)任公司,河北邢臺(tái)054000）

化工機(jī)械設(shè)計(jì)中材料分析

張銳
（邢臺(tái)市新光工程技術(shù)有限責(zé)任公司,河北邢臺(tái)054000）

摘要：近年來(lái)，我國(guó)的經(jīng)濟(jì)實(shí)力得到顯著的提高，這在一定程度上影響著工業(yè)發(fā)展的進(jìn)度。在工業(yè)發(fā)展過(guò)程中，化工機(jī)械設(shè)備已經(jīng)成為不可缺少的重要部分，要保障工程項(xiàng)目的正常生產(chǎn)以及運(yùn)作，就要保障機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。本文就化工機(jī)械設(shè)計(jì)中的材料進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析。

關(guān)鍵詞：化工機(jī)械設(shè)計(jì)；材料；分析??

在工程項(xiàng)目的運(yùn)作過(guò)程中，化工機(jī)械設(shè)備長(zhǎng)期處于一個(gè)密閉的工作環(huán)境中，因此，化工設(shè)備極容易被腐蝕，從而影響到化工設(shè)備的多種性能，減少設(shè)備的使用壽命。在化工設(shè)備的設(shè)計(jì)中，如何選擇合適的材料，降低設(shè)備的腐蝕程度，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，已經(jīng)成為人們關(guān)注的關(guān)鍵問(wèn)題。

1在化工機(jī)械設(shè)計(jì)中做好碳素鋼與合金鋼材料的選擇

在化工設(shè)備中，要求機(jī)械零部件要具備一定程度的韌性以及強(qiáng)度，這樣才能滿足機(jī)械運(yùn)行中的各種機(jī)械性能、化學(xué)性能以及物理性能的要求。要做好材料選擇工作，就必須對(duì)材料的韌性以及強(qiáng)度做出充分的考慮。同時(shí)，還要考慮材料在加工過(guò)程中的可操作性和安全性。

在當(dāng)化工機(jī)械設(shè)計(jì)材料市場(chǎng)中，碳素鋼已經(jīng)成為廣泛應(yīng)用的材料，它不僅成本低，同時(shí)具有較好的加工性能和操作性能。但是，碳素鋼本身也存在一定的缺陷，這種材料的強(qiáng)度以及韌性比較低，最重要的是中等以上的材料無(wú)法順利的進(jìn)行熱處理加工淬透作業(yè)，這些缺陷使影響了碳素鋼在化工機(jī)械設(shè)計(jì)中的使用。為了提高碳素鋼的強(qiáng)度以及韌性，可以在碳素鋼中加入一定比例的合金元素，這時(shí)就可以形成一種新的材料，即合金鋼。與碳素鋼相比，合金鋼的韌性以及強(qiáng)度得到很大的提升，除此之外，合金鋼還有很多碳素鋼所沒(méi)有的優(yōu)勢(shì)，比如耐高溫、耐磨損、耐腐蝕等。雖然如此，一般情況下碳素鋼還是首先選擇的材料，只有在零件的橫截面積較大、需要對(duì)材料進(jìn)行淬透及材料外載荷應(yīng)力較大的情況下才可以使用合金鋼。

2在選擇機(jī)械設(shè)計(jì)材料時(shí)要參考機(jī)械材料零件的制作工藝

在機(jī)械生產(chǎn)或者是加工作業(yè)中，不同的加工處理技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)中材料應(yīng)用的要求不同。比如焊接工藝要考慮材料的抗壓性以及冷鐓性，鑄造工藝要求機(jī)械設(shè)計(jì)的材料具備較高的流動(dòng)性、收縮性以及吸氣性[1]。在進(jìn)行熱處理工藝時(shí)，要對(duì)機(jī)械材料的淬透性、過(guò)熱敏感性、氧化脫碳性進(jìn)行充分的考慮，切削工藝則要求材料有便于切削的特點(diǎn)。所以，具體選擇使用哪一種材料，要以機(jī)械材料零部件的制造工藝為選擇的依據(jù)。

零件是機(jī)械最基本的組成部分，在對(duì)零件進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一方面要對(duì)零件的成本進(jìn)行控制，同時(shí)，還要保證其具備正常的工作能力。零件抵抗可能失效的能力被稱為工作能力，不管在任何情況下，零件一旦喪失工作能力，就意味著零件失效。所以在選擇材料時(shí)，要保證零件有足夠的工作能力，同時(shí)對(duì)材料費(fèi)用進(jìn)行考慮，盡量減少材料費(fèi)用。除此之外，為了盡量減少經(jīng)濟(jì)支出，還要保障零件有良好的制造工藝，將設(shè)計(jì)程序簡(jiǎn)化也可以達(dá)到降低成本的目的。

3以材料的荷載性能的大小作為機(jī)械設(shè)備選材的標(biāo)準(zhǔn)

通常情況下，材料的外載荷性能與失效零部件性能之間存在著一定的矛盾，主要表現(xiàn)為化工機(jī)械材料的外載荷性能很容易造成機(jī)械設(shè)計(jì)的部分元件失效，但是機(jī)械的零部件所具備的性能卻能夠有效的防止這種零件的失效。所以在化工機(jī)械選擇材料時(shí)，要對(duì)材料的載荷性能大小進(jìn)行充分的考慮。

通常在外載荷力的作用下，機(jī)械零部件容易發(fā)生扭轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，當(dāng)零部件發(fā)生扭曲時(shí)，應(yīng)力大都集中在材料的表層。這就說(shuō)明，零部件的控制效果是由材料表面的性能決定的。所以在選擇機(jī)械設(shè)備的材料時(shí)，首先要考慮機(jī)械材料承受載荷力的情況。如果確定材料需要承受一定的載荷力，那么此時(shí)就要根據(jù)承受荷載力的情況對(duì)材料進(jìn)行適當(dāng)加工。材料加工的方式主要有兩種：低碳鋼滲碳或者是中碳鋼調(diào)質(zhì)[2]。對(duì)于一些材料來(lái)說(shuō)，材料本身可以承受一定的拉伸和壓縮作用，同時(shí)由于是零件的橫截面受到外載荷力作用，所以橫截面應(yīng)力比較均勻，在這種情況下，只有性能分布比較均勻的材料才能用來(lái)進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)。

4在機(jī)械設(shè)計(jì)中選擇耐腐蝕的材料

腐化已經(jīng)成為化工機(jī)械設(shè)備常見(jiàn)的問(wèn)題，在日常工作中，如果化工設(shè)備經(jīng)常與空氣和水汽接觸，那么就很容易發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，使化工機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)腐蝕的現(xiàn)象，一旦化工機(jī)械設(shè)備出現(xiàn)腐蝕，設(shè)備的外表色澤會(huì)發(fā)生一定的改變，其內(nèi)部性能也會(huì)受到嚴(yán)重的影響，從而降低設(shè)備的工作效率，減少其使用壽命，進(jìn)而影響到整個(gè)化工工程的進(jìn)度，所以，在化工機(jī)械設(shè)計(jì)中，要注意選擇耐腐蝕的材料。材料要具備一定的耐腐蝕性，這是與化工產(chǎn)品的生產(chǎn)要求相一致的，同時(shí)要保持化工設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行以及流暢性，防止因?yàn)椴糠至慵桓g而影響整個(gè)工作效率的情況發(fā)生，注意要及時(shí)發(fā)現(xiàn)腐蝕的情況，做好處理措施，不要讓腐蝕積累。最后，要注意外力的保護(hù)作用，防止產(chǎn)生新一輪的腐蝕發(fā)生。

5在選擇機(jī)械設(shè)計(jì)材料時(shí)要注意節(jié)能性以及環(huán)保性的統(tǒng)一

我國(guó)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展的同時(shí)，對(duì)于資源以及能源的需求也日益增大，應(yīng)用于機(jī)械設(shè)計(jì)的材料被大量開(kāi)采，有些材料在今天已經(jīng)成為稀缺材料，面對(duì)與此嚴(yán)峻的現(xiàn)狀，在選擇機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)材料時(shí)，要將可持續(xù)發(fā)展作為機(jī)械設(shè)計(jì)工作的新要求，給予環(huán)境保護(hù)更多的考慮，同時(shí)也要考慮到成本的輸出，做到節(jié)能性與環(huán)保性的統(tǒng)一[3]。

如果只將注意力放在經(jīng)濟(jì)的發(fā)展上，在進(jìn)行機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)對(duì)那些不可再生的資源進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用，那么將嚴(yán)重影響到未來(lái)化工生產(chǎn)，所以，在選擇化工設(shè)備的材料時(shí)，一定要將現(xiàn)階段的環(huán)保與節(jié)能作為考慮的一部分，開(kāi)發(fā)可再生資源，有效的節(jié)約成本以及原材料，盡量節(jié)約不可再生資源，避免不必要的浪費(fèi)。

6結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)的經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展的同時(shí)，化工工業(yè)也得到快速的發(fā)展，化工機(jī)械設(shè)備已經(jīng)成為影響化工生產(chǎn)的重要因素，其使用壽命以及工作效率影響著化工產(chǎn)業(yè)的最終經(jīng)濟(jì)效益。因此，在化工機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)中，一定要注意材料的選擇。

參考文獻(xiàn)：

[1]薛利娜.化工機(jī)械設(shè)計(jì)中材料的選擇與應(yīng)用[J].企業(yè)導(dǎo)報(bào),2013(03):287.

[2]孫宏新.機(jī)械設(shè)計(jì)中材料的選擇及其應(yīng)用[J].科技致富向?qū)?2013(35):230.

[3]趙忠國(guó).機(jī)械設(shè)計(jì)中的材料的選擇和應(yīng)用[J].科技風(fēng),2011(17):58.