淺談機械設計中材料的選擇和應用

張 軍，黃福敏

(上海振華重工(集團)股份有限公司，上海 200125)

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淺談機械設計中材料的選擇和應用

張 軍，黃福敏

(上海振華重工(集團)股份有限公司，上海 200125)

機械設計是機械行業(yè)的基礎工作，機械行業(yè)直接影響著我國的經濟發(fā)展，因此，人們對機械設計的要求也越來越高。在機械設計中，材料的選擇和應用是保證機械設計質量的關鍵，因此，對機械設計材料進行選擇和應用，已成為機械領域的重點研究對象。通過闡述機械設計中材料選擇和應用的含義，分析了機械設計相關要求，提出了機械設計需要注意的事項，希望促進機械設計行業(yè)的多元化發(fā)展。

機械設計；材料；選擇；應用

我國經濟迅速發(fā)展，社會各個行業(yè)對機械要求也越來越高，機械設計是機械行業(yè)的基礎工作，對整個國民經濟發(fā)展來說意義重大。在機械設計中，材料的選擇和應用是保證機械設計質量的關鍵，因此，對機械設計材料進行選擇和應用，已成為機械領域的重點研究對象。

1 機械設計中材料選擇和應用的含義

隨著機械設備需求量的提升，人們對機械設備的質量和功能要求也越來越高，在這樣的環(huán)境下，做好機械設計工作對機械設備生產企業(yè)來說意義重大。在機械設計中，機械材料是機械設備的主要構成元素，在選擇機械設備材料時，一定要科學合理。在應用材料前，設計人員要先對材料的各項性能進行檢測，檢測其是否會對機械設計質量產生影響。在機械設計中，一定要做好設備材料的選擇和應用，不僅要保證材料具備實用性，還要保證機械設備的經濟環(huán)保性原則，促進機械設計行業(yè)的多元化發(fā)展。

2 機械設計相關要求

2.1 選擇低污染、低能耗材料

材料選擇包括材料生產過程中的低污染、低能耗以及加工應用過程中的低污染、低能耗兩方面。節(jié)能環(huán)保型材料是機械設計生產過程中的最理想材料，需要注意的是，很多材料本身是低能耗、低污染的，但是在實際的加工過程中，很有可能因為生產工藝等原因，導致材料消耗能源，因此，設計人員要注意以下兩方面：第一，要盡量選擇未經過熱處理即可滿足機械設計使用需求的材料。第二，在沒有辦法避免熱處理工藝時，一定要選擇熱處理程序相對較少的材料，防止材料出現(xiàn)能源消耗和污染問題。

2.2 選擇實用材料

機械設計人員在選擇材料時，一定要根據(jù)機械設計的實際使用原則，根據(jù)不同的零件需求，選擇符合實用需求的材料。使用性是機械設計中的最基本要求，比如在機械設計中，一些機械零件對強度的要求比較高，而一些零件對美觀性要求較高，不同的零件要求指標不同，機械設計人員在實際的設計工作中要區(qū)別選擇，使其滿足機械設計的實際使用需求。

2.3 材料選擇科學化

在實際的機械設計中，一些設計材料本身含有鉛、鎳、砷等元素，這些元素會對人體產生不利影響，即使設計人員已經做好防護措施，也會隨著廢棄物的排放對人體產生間接影響。機械設計人員在實際生產和工作中要不斷提升防范意識，在選擇材料時一定要謹慎、細致，保證材料的安全性。

2.4 材料荷載

在機械設計中，材料荷載水平的選擇也是非常重要的內容。在實際的機械設計中，一些材料會因為荷載水平低等原因，在后期出現(xiàn)抑制失效等狀況，導致大部分的機械零件無法發(fā)揮作用。在機械設計中，一定要對材料進行載荷水平評估，選擇載荷水平高的材料，根據(jù)實際情況對材料進行后期處理，提升材料的載荷水平。

2.5 材料的可循環(huán)性

在實際的機械設計中，材料大部分是金屬，且不同零件使用的金屬種類也不同，為了實現(xiàn)機械應用功能，設計人員會整合一些金屬材料，研制多功能的合金型材料。雖然這種機械材料滿足了使用需求，但是如果機械出現(xiàn)故障，整個機械設備就會報廢，這增加了金屬材料的回收難度，也提升了設計成本和回收成本。為了達到廢物資源化的目的，設計人員要在機械設計中充分考慮材料的可循環(huán)性，比如，在選擇金屬材料時，可以對一個零部件進行合金處理，在合金過程中盡量少選擇元素種類，這樣既可以保證合金質量，也不會提高設計成本。

3 機械設計需要注意的事項

3.1 科學發(fā)展需求

機械設計單位在選擇和應用材料時，一定要貫徹落實科學發(fā)展觀，在保證機械設備使用功能的前提下，使其具備節(jié)約成本、節(jié)約資源、保護環(huán)境等特點，在有效挖掘機械材料功能的同時，實現(xiàn)發(fā)展與資源環(huán)境的有效協(xié)調。機械設計人員要始終堅持科學發(fā)展觀，有效促進機械設計的可持續(xù)發(fā)展。

3.2 注重經濟實用性原則

機械設計人員在選擇設計材料時，要充分重視材料的實用性和經濟性原則。首先，設計人員要從實用性角度入手。機械設計涉及多種工藝手段，且每種工藝對材料的要求都有所不同，如何才能滿足眾多工藝對材料性能的要求，是選擇材料的關鍵。設計人員通常會對一種材料進行多重工藝加工處理，以滿足不同工藝對材料的需求，但如果不達標，就有可能直接影響機械設計的最終質量。其次，機械設計人員要從經濟性角度入手。機械設計一定要秉承節(jié)約材料、節(jié)約成本的原則，滿足相關設計需求，選擇經濟性良好的材料，實現(xiàn)科學化機械設計。

3.3 注重節(jié)能環(huán)保

機械設計人員在選擇和應用機械設計材料時，要重點對材料的節(jié)能環(huán)保功能進行分析，這也是社會發(fā)展對機械材料提出的要求。我國經濟發(fā)展迅速，但也對環(huán)境產生了破壞，導致大量資源浪費，在機械設計中，設計人員一定要將環(huán)境保護理念融入其中，促進機械設計的可持續(xù)發(fā)展。

4 結語

在選擇和應用機械設計材料時，機械設計人員要從多個方面進行分析，要在保證機械設計符合相關規(guī)范和標準的前提下，更好地順應時代的發(fā)展需求，在此基礎上體現(xiàn)經濟、環(huán)保等特點，更好地促進機械設計行業(yè)的多元化發(fā)展。

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Discussion on material selection and application in mechanical design

ZHANG Jun,HUANG Fu-min

(Shanghai Zhenhua Heavy Industry (Group) Co.,Ltd.,Shanghai 200125,China)

Mechanical design is the basic work of machinery industry,machinery industry has a direct impact on China′s economic development,and requirements on mechanical design are getting higher and higher. In mechanical design,the choice and application of materials is the key to ensure the quality of mechanical design,which has become the focus in the field of mechanical research. By elaborating the meaning of material selection and application in mechanical design,the relevant requirements of mechanical design are analyzed,and matters needing attention are put forward,hoping to promote the diversified development of mechanical design industry.

Mechanical design; Material; Selection; Application

2017-01-22

張軍(1981-)，男，工程師，本科；黃福敏(1984-)，男，工程師，本科。

TH122-4

B

1674-8646(2017)06-0154-02