機(jī)械設(shè)計(jì)中材料的選擇與應(yīng)用原則

麥志文

摘 要：材料選擇作為機(jī)械設(shè)計(jì)的關(guān)鍵步驟之一，選擇的材料的好壞會(huì)直接的影響整個(gè)機(jī)械設(shè)計(jì)工作的質(zhì)量。在這篇文章中，對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)中材料選擇的意義做了詳細(xì)介紹，并就如何選擇材料做了探討。

關(guān)鍵詞：化工機(jī)械；設(shè)計(jì)材料；選擇；應(yīng)用

機(jī)械設(shè)計(jì)過(guò)程中對(duì)材料的選擇已經(jīng)成為一個(gè)深受大家關(guān)注的問(wèn)題，機(jī)械行業(yè)的快速發(fā)展，以及經(jīng)濟(jì)的增長(zhǎng)還有我國(guó)目前實(shí)行的可持續(xù)發(fā)展，都使機(jī)械設(shè)計(jì)中材料的選擇問(wèn)題成為了目前深受矚目的重要環(huán)節(jié)。其中的核心問(wèn)題就是在機(jī)械設(shè)計(jì)中對(duì)材料的使用和環(huán)節(jié)的保護(hù)協(xié)調(diào)。在這篇文章中作者針對(duì)如何在機(jī)械設(shè)計(jì)中選擇材料做了分析和探討。

一、在機(jī)械設(shè)計(jì)中注重材料選擇以及應(yīng)用的意義

伴隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我們對(duì)于資源的需求也在不斷的擴(kuò)大，目前很多用于機(jī)械設(shè)計(jì)的材料都已經(jīng)被大量的開(kāi)采，有一些已經(jīng)成了稀缺的資源，另外我國(guó)雖然占有很多的資源可是我國(guó)人口量太大，所以人均資源占有量排在了世界的末尾。同時(shí)再社會(huì)上還出現(xiàn)了爭(zhēng)奪資源的現(xiàn)象，因此在機(jī)械設(shè)計(jì)中材料能夠被選擇的空間被進(jìn)一步的壓縮到更小。在這種情況之下，我們?cè)谶x擇機(jī)械設(shè)計(jì)的材料上應(yīng)該更側(cè)重那些綠色環(huán)保循環(huán)性強(qiáng)比較經(jīng)濟(jì)的材料。怎樣利用我們現(xiàn)有的有限資源做好機(jī)械設(shè)計(jì)中材料的選擇應(yīng)用工作，不僅僅是機(jī)械行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)，也是我們要去研究的重點(diǎn)。

二、機(jī)械設(shè)計(jì)中材料選擇與應(yīng)用的技術(shù)手段

（一）要以機(jī)械材料零部件的制造工藝為參考指標(biāo)。機(jī)械生產(chǎn)加工過(guò)程中，鑄造工藝、熱處理工藝、切削工藝和焊接工藝等加工處理技術(shù)對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)中材料使用的要求各不相同。鑄造工藝需要機(jī)械設(shè)計(jì)材料的應(yīng)用向著較高的流動(dòng)性和較高的收縮性方向去發(fā)展；焊接工藝則需要機(jī)械設(shè)計(jì)的材料應(yīng)用向著材料的沖壓性和冷鐓性去發(fā)展；熱處理工藝需要機(jī)械設(shè)計(jì)材料的應(yīng)用滿足淬透性、 過(guò)熱敏感性還有氧化脫碳性等方面的基本性能去發(fā)展；而切削工藝則要求機(jī)械設(shè)計(jì)材料應(yīng)用向著滿足切削可操作性去發(fā)展。在機(jī)械設(shè)計(jì)中材料的應(yīng)用，應(yīng)該以機(jī)械材料零部件的制造工藝作為基本的參考指標(biāo)。機(jī)械零件作為組成機(jī)械的最基本的單元，需要機(jī)械零件在一定的工作條件下具有很強(qiáng)的工作能力，而且要做到成本低廉，這才是設(shè)計(jì)機(jī)械零件應(yīng)該滿足的最基本的要求。工作能力說(shuō)的是零件抵抗可能失效的能力，對(duì)于載荷來(lái)說(shuō)也就是承載能力。機(jī)械零件因?yàn)槟承┰虻挠绊懖荒苷９ぷ骶捅环Q為失效。機(jī)械零件的設(shè)計(jì)除了要保證零件有足夠的工作能力以外，還要盡量的降低零件的成本，這方面可以從機(jī)械的制造材料出發(fā)。在良好的制作工藝的保證下，盡可能的減少制造的費(fèi)用；盡量使用標(biāo)準(zhǔn)化通用化的零件，簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)的過(guò)程，降低設(shè)計(jì)的成本。

（二）要做到環(huán)保性與節(jié)能性的統(tǒng)一。經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，使得我們對(duì)資源的需求正在不斷的上升。其中很多作為機(jī)械設(shè)計(jì)的材料應(yīng)經(jīng)被我們大量的開(kāi)采，還有不少已經(jīng)成為稀缺資源。在這種情況之下，我們對(duì)于機(jī)械設(shè)計(jì)的材料選擇方面，我們更應(yīng)該重視綠色環(huán)保和經(jīng)濟(jì)性。機(jī)械設(shè)計(jì)材料應(yīng)用工作的環(huán)保性應(yīng)該與節(jié)能性統(tǒng)一起來(lái)。我國(guó)的生態(tài)環(huán)境社會(huì)的發(fā)展和建設(shè)，以及可持續(xù)性發(fā)展的觀念對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)工作提出了新的要求。經(jīng)濟(jì)社會(huì)的發(fā)展對(duì)于很多不可再生材料的需求和消耗，一定會(huì)給機(jī)械設(shè)計(jì)材料等額選擇和應(yīng)用工作埋下很大的隱患，所以我們必須將材料應(yīng)用工作中的節(jié)能性與環(huán)保性統(tǒng)一起來(lái)，這樣才不會(huì)造成太大的資源的短缺。拿機(jī)械設(shè)計(jì)鑄件環(huán)節(jié)的材料應(yīng)用工作作為例子，鑄件設(shè)計(jì)階段段 5% 左右的成本決定著 80% 左右的鑄件生產(chǎn)成本。所以我們更要關(guān)注機(jī)械設(shè)計(jì)材料應(yīng)用階段中節(jié)能環(huán)保的應(yīng)用，盡可能的節(jié)約原材料和成本，減少不必要的能源消耗。

（三）做好化工機(jī)械設(shè)備的防腐設(shè)計(jì)。腐蝕是化工機(jī)械設(shè)備經(jīng)常會(huì)發(fā)生的問(wèn)題，這主要是因?yàn)榛C(jī)械設(shè)備在平時(shí)的環(huán)境中由于空氣和水分等因素發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，進(jìn)一步導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)損耗或者破壞的情況?；ぴO(shè)備被腐蝕以后會(huì)在顏色、外觀和基本的性能方面發(fā)生變化，進(jìn)而會(huì)影響設(shè)備的正常使用和生產(chǎn)，也會(huì)給使用的企業(yè)帶來(lái)不小的損失。因此，對(duì)于化工設(shè)備的腐蝕以及防腐措施的研究意義很大。結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)應(yīng)該能夠滿足化工設(shè)備在生產(chǎn)運(yùn)行過(guò)程中對(duì)生產(chǎn)的要求和應(yīng)力的特點(diǎn)，在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)我們應(yīng)該注意下面幾個(gè)方面：首先做到產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和化工產(chǎn)品的耐腐蝕要求是一樣的；其次要注意化工設(shè)備在運(yùn)行時(shí)的穩(wěn)定性和流暢性，防止具有腐蝕性的介質(zhì)的挺短、蒸汽的凝結(jié)還有腐蝕物的積累；最后要注意對(duì)于外力額保護(hù)，以防因?yàn)橥饬?duì)設(shè)備造成的破壞。

總的來(lái)說(shuō)，化工機(jī)械設(shè)計(jì)中對(duì)于材料的選擇和應(yīng)用已經(jīng)成為受到各方關(guān)注的問(wèn)題，將機(jī)械設(shè)計(jì)中的材料應(yīng)用與節(jié)能環(huán)保結(jié)合以來(lái)，可以有效促進(jìn)我國(guó)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展。

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