探討機(jī)械設(shè)計(jì)中材料的選擇和應(yīng)用

張靖宇

（大慶油田裝備制造集團(tuán)，黑龍江大慶 163000）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，人們的生活水平越來(lái)越高，人們對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)中材料的要求越來(lái)越高，對(duì)材料的要求也在不斷地發(fā)生變化，做好材料的選擇工作對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)工作的開展有重要的作用。

1 機(jī)械設(shè)計(jì)中材料選擇的重要性

改革開放以來(lái)，經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，經(jīng)濟(jì)水平快速提高，工業(yè)在發(fā)展的過(guò)程中占據(jù)重要的地位，工業(yè)的發(fā)展離不開機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，同時(shí)也推動(dòng)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展。要促進(jìn)機(jī)械制造業(yè)又好又快的發(fā)展，就應(yīng)該選擇合適的、物美價(jià)廉的材料。選擇合適的材料可以有效的促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)不斷健康發(fā)展，增加自身的競(jìng)爭(zhēng)力，為企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)環(huán)保工作開展，推動(dòng)機(jī)械設(shè)計(jì)的行業(yè)不斷地向前發(fā)展和提高機(jī)械制造行業(yè)的整體的工作水平。做好機(jī)械設(shè)計(jì)中材料的選擇工作可以間接的促進(jìn)人們生活水平的不斷提高和健康發(fā)展。

2 機(jī)械設(shè)計(jì)中材料的選擇和應(yīng)用

2.1 功能性材料的選擇

在機(jī)械設(shè)計(jì)的材料當(dāng)中，不同的機(jī)械部件有其自身的功能，因此，對(duì)材料有不同的要求，那么在選擇機(jī)械材料之前，工作人員應(yīng)該根據(jù)不同的機(jī)械部件的功能進(jìn)行合理的、科學(xué)的選擇材料。比如一些磨損程度比較高的零件在進(jìn)行選擇材料的時(shí)候，應(yīng)該選擇耐磨的材料。如果一些零部件經(jīng)常在水下進(jìn)行工作，那么在進(jìn)行部件選擇時(shí)，就應(yīng)該選擇防水性比較強(qiáng)的材料。如果有的機(jī)械裝置主要是為了美觀，那么在進(jìn)行機(jī)械裝置材料選擇時(shí)，應(yīng)該注重材料的美觀性能，將其是否美觀做為考慮的第一因素。因此在對(duì)機(jī)械裝置的材料進(jìn)行選擇的時(shí)候，應(yīng)該將其功能擺在最重要的位置，作為第一需要考慮的因素，機(jī)械裝置的不同的部件對(duì)材料的要求不盡相同，因此，應(yīng)該做好基本的功課，選擇合適的材料。

2.2 碳素鋼與合金鋼的選擇

機(jī)械制造中材料的選擇主要是金屬材料，碳素鋼在機(jī)械制造過(guò)程中被廣泛使用。碳素鋼在生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單且生產(chǎn)成本較低，因此，適宜大范圍的使用和推廣。但是碳素鋼也有一定的局限性，主要表現(xiàn)在碳素鋼韌性較差，容易發(fā)生折斷。碳素鋼在使用過(guò)程當(dāng)中，不適宜體型偏大的零部件的制造與生產(chǎn)，適宜體型較小的零部件的生產(chǎn)。隨著科技的不斷進(jìn)步和人員的不斷投入生產(chǎn)，一些專業(yè)的研究人員研發(fā)出合金鋼，合金鋼的出現(xiàn)解決了碳素鋼存在的一些問(wèn)題，合金鋼的韌度和強(qiáng)度高，使用過(guò)程中不容易斷，可以較大規(guī)模的進(jìn)行零部件的制造，大大方便了機(jī)械制造行業(yè)的發(fā)展，最大程度的促進(jìn)了資源的最大程度的使用，減少了資源的浪費(fèi)。

2.3 載荷類型材料的選擇和應(yīng)用

機(jī)械制造行業(yè)在應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中常常會(huì)出現(xiàn)一系列新問(wèn)題，比如零部件的老化以及工作過(guò)程中的磨損。零部件損壞程度與零部件自身的功能有關(guān)，因此應(yīng)該根據(jù)零部件所能承受的最大的載荷和使用壽命選擇材料，盡量選擇載荷量大的，壽命時(shí)間較長(zhǎng)且價(jià)格較低的材料。

2.4 機(jī)械制造當(dāng)中低耗材料的選擇

近年來(lái)越來(lái)越重視經(jīng)濟(jì)和生態(tài)環(huán)境相結(jié)合的可持續(xù)發(fā)展，多次提出應(yīng)該重視環(huán)境保護(hù)工作，堅(jiān)決打擊重污染型的企業(yè)，禁止污染嚴(yán)重的企業(yè)進(jìn)行相關(guān)的活動(dòng)。除此之外，在材料的市場(chǎng)也不斷地涌現(xiàn)出很多環(huán)保型的材料，人們?cè)谶M(jìn)行材料選購(gòu)的時(shí)候也越來(lái)越重視環(huán)保性能，環(huán)境保護(hù)越來(lái)越滲透到人們的日常生活當(dāng)中。機(jī)械制造的生產(chǎn)時(shí)間較長(zhǎng)，一般處于大范圍的生產(chǎn)制造中，所以選擇環(huán)保型的材料可以在很大的程度上促進(jìn)環(huán)保工作的順利開展。比如，機(jī)械制造的一些材料具有防腐的效果，但是要想充分發(fā)揮其防腐功能，需要對(duì)防腐的原料進(jìn)行向外的噴灑，那么在噴灑的過(guò)程當(dāng)中很容易造成對(duì)空氣的污染，針對(duì)此類情況，為減少環(huán)境的污染，可以改進(jìn)防腐材料的功能，對(duì)防腐材料不斷地進(jìn)行改進(jìn)，讓材料自身的防腐性能得到很大發(fā)揮，既可以保證材料本身的性能發(fā)揮還不會(huì)污染環(huán)境。還有的材料在進(jìn)行加工之前需要加熱才可以正常的進(jìn)行生產(chǎn)，在材料加熱的時(shí)候可能會(huì)對(duì)環(huán)境造成一定程度的污染，可以改進(jìn)材料的性能，使其在工作中盡量減少加熱或者換一種方法進(jìn)行處理，進(jìn)而減少對(duì)環(huán)境的污染。

3 機(jī)械設(shè)計(jì)中材料應(yīng)用工作的注意要點(diǎn)

3.1 適用性及經(jīng)濟(jì)性的和諧統(tǒng)一

不論何種性質(zhì)的企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中，首先考慮的因素就是經(jīng)濟(jì)性和適應(yīng)性，經(jīng)濟(jì)性和適應(yīng)性的特點(diǎn)可以促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)的不斷發(fā)展，兩項(xiàng)功能也是企業(yè)在進(jìn)行材料選擇時(shí)首先要考慮的因素之一，有很多的材料雖然實(shí)際應(yīng)用的價(jià)值很高，但制造成本也很高，可以說(shuō)其自身價(jià)值和制造成本成正比，但是企業(yè)的發(fā)展水平高低不一，發(fā)展水平較低的企業(yè)因?yàn)樽陨淼乃胶徒?jīng)濟(jì)能力有限就不適用使用價(jià)值高的材料。除此之外，還有很多的發(fā)展水平較低的企業(yè)，在進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)的時(shí)，會(huì)為獲得更大的利潤(rùn)，選擇價(jià)格低的原材料，但是這些原材料在使用的過(guò)程當(dāng)中可能會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。比如在農(nóng)村地區(qū)，有很多一本萬(wàn)利的產(chǎn)業(yè)，比如對(duì)石頭進(jìn)行碾壓、磨碎，進(jìn)而生產(chǎn)出大批量的水泥，可以說(shuō)在原材料的購(gòu)買上，成本是微乎其微，但在生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)排放出大量的廢水，排放到河里，當(dāng)?shù)氐乃|(zhì)就會(huì)受到嚴(yán)重破壞。因此，不同的企業(yè)在選擇材料的時(shí)候，應(yīng)該對(duì)材料制造的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行合理、充分的考慮，將適用性和經(jīng)濟(jì)性相結(jié)合，特別是一些發(fā)展規(guī)模較小的企業(yè)，在發(fā)展的過(guò)程當(dāng)中可能會(huì)受到一些限制，那么這時(shí)對(duì)材料的選擇會(huì)受到諸多的限制。在工藝生產(chǎn)和制造的過(guò)程當(dāng)中，應(yīng)該在購(gòu)買物美價(jià)廉的材料的同時(shí)，還應(yīng)該將材料本身的性能得到更好的發(fā)揮，進(jìn)而促進(jìn)整個(gè)工藝的發(fā)展和機(jī)械制造工程順利開展，因此，在進(jìn)行機(jī)械制造材料的選擇時(shí)，應(yīng)將適用性和經(jīng)濟(jì)性相結(jié)合，將其作為主要考慮的因素。

3.2 環(huán)保性和節(jié)能性相結(jié)合

我國(guó)是能源大國(guó)，能源總量消耗在世界上占據(jù)前列，同樣我國(guó)也是人口大國(guó)，人均資源的擁有量很低，需要企業(yè)在進(jìn)行生產(chǎn)活動(dòng)時(shí)，將節(jié)能減排作為首要考慮的因素?，F(xiàn)在每個(gè)行業(yè)都越來(lái)越重視可持續(xù)發(fā)展的理念，要想促進(jìn)可持續(xù)發(fā)展的理念不斷地深入與發(fā)展，在進(jìn)行機(jī)械制造材料選擇的時(shí)候，應(yīng)該充分考慮材料的節(jié)能性，節(jié)能減排和我們的生活息息相關(guān)，國(guó)家一直在提倡節(jié)能減排，而節(jié)能減排的具體的工作的落實(shí)涉及到生活的方方面面，要想促進(jìn)節(jié)能減排工作的順利開展，需要嚴(yán)格遵循相關(guān)政策，遵循國(guó)家的大政方針，進(jìn)行相應(yīng)的節(jié)能減排方面的建設(shè)。在進(jìn)行機(jī)械制造的時(shí)候，可能會(huì)產(chǎn)生大量的污染物和廢棄物，有的材料如果長(zhǎng)時(shí)間被應(yīng)用甚至超過(guò)其自身的承受能力，那么在繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)過(guò)程中，可能會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重污染，為防止此類情況的發(fā)生和減輕環(huán)境污染，在進(jìn)行機(jī)械制造中材料選擇的時(shí)候，應(yīng)該將此作為充分考慮的因素，將節(jié)能性和環(huán)保性作為考慮的重要因素。在進(jìn)行節(jié)能減排工作時(shí)，忽視這兩個(gè)重要的因素，可能會(huì)排放出大量的污染物污染環(huán)境，在進(jìn)行材料的選擇時(shí)，將環(huán)保性和節(jié)能性兩者相結(jié)合，可以在很大程度上減少對(duì)環(huán)境的污染和減少污染物的排放，促進(jìn)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，就有利于促進(jìn)國(guó)家整體的可持續(xù)發(fā)展。

4 結(jié)語(yǔ)

要想促進(jìn)機(jī)械制造行業(yè)順利發(fā)展，做好材料選擇工作是一項(xiàng)很重要的基礎(chǔ)工作。在進(jìn)行材料選擇時(shí)，應(yīng)該將節(jié)能性與環(huán)保性還有適用性和經(jīng)濟(jì)性等多種性能相結(jié)合，特別是一些小微企業(yè)，在發(fā)展的過(guò)程中可能會(huì)遇到一些瓶頸，那么不論什么時(shí)候，何種類型的企業(yè)都應(yīng)該將此四項(xiàng)原則作為材料選擇的首要考慮的因素，為促進(jìn)環(huán)境保護(hù)工作的開展出謀劃策。