機(jī)械工程材料應(yīng)用與前景探討

潘俊霖

摘要：機(jī)械工程材料主要是指用于制造各類機(jī)械零件、構(gòu)件的材料和機(jī)械制造過程中所應(yīng)用的工藝材料。近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展，國防機(jī)械工程材料也開始應(yīng)用在各行各業(yè)中，并且取得了非常顯著的成績。本文針對機(jī)械工程材料應(yīng)用及發(fā)展前景進(jìn)行分析。

關(guān)鍵詞：機(jī)械工程；材料

機(jī)械的設(shè)計(jì)、制造、維修等過程中，國防機(jī)械工程材料都會(huì)對其產(chǎn)生一定的影響，而國防機(jī)械材料又是機(jī)械工程中最為重要、不可或缺的組成部分，只有在節(jié)能環(huán)保、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的前提之下，才能促使其高速發(fā)展。

一、機(jī)械工程材料選應(yīng)用的現(xiàn)狀分析

（一）從構(gòu)件失效抗力角度分析

機(jī)械工程材料的失效抗力主要是指構(gòu)成材料本身是否具有備抗磨損、抗變形等能力，在構(gòu)件的觀察參量過程中，將構(gòu)件材料中的失效情況在使用之前及時(shí)尋找出來。通常情況下，構(gòu)件材料在失效抗力的研究分析過程中，需要考慮到材料的力學(xué)性能，還要考慮到構(gòu)建的模型在實(shí)際的工作運(yùn)行狀況中體現(xiàn)出的各種特性。很多研究學(xué)者在對熱作磨具鋼進(jìn)行失效分析中，通過測試才能獲知材料壽命，進(jìn)而對模具的壽命進(jìn)行分析，最終得知模具設(shè)計(jì)選擇時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)條件。其中主要的具體步驟為：一是針對構(gòu)成零件的機(jī)械材料進(jìn)行確定，然后結(jié)合模具的使用條件，來判斷模具的類型以及具體的抗力要求。

（二）從經(jīng)濟(jì)適用性角度分析

在國防機(jī)械工程中，對于材料的選擇應(yīng)當(dāng)首要關(guān)注材料的適用性和經(jīng)濟(jì)性。比如，在國防機(jī)械鑄造工藝中，就要保證材料的吸氣性、收縮性、偏析性以及流動(dòng)性是否良好。在鍛造工藝中，就必須保障材料具有很好的沖壓性、可鍛性以及斷后冷卻性。在焊接工藝中，就要保障材料的適用性以及敏感性是否符合要求。機(jī)械加工材料由于特性不同，機(jī)械工程工藝所提供的材料在選擇上也有所不同，既要保障滿足工藝的需求，還要追求更好的工藝需求材料，針對不同的特性選擇最優(yōu)、最合理的材料，才是國防機(jī)械工程材料發(fā)展的正確方向。除了要注重國防機(jī)械工程材料的適用性，還要根據(jù)工程管理預(yù)算合理考慮設(shè)計(jì)材料是否滿足經(jīng)濟(jì)性能。既要做到材料選擇時(shí)的質(zhì)量符合實(shí)際的要求，還要保障材料的價(jià)格經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。然而對于可循壞利用的機(jī)械材料，就要促使其在整個(gè)國防機(jī)械工程制造過程中能夠循環(huán)利用，這樣才能最大限度地降低資源的消耗程度，減少機(jī)械工程的成本費(fèi)用，最終提升整體的經(jīng)濟(jì)效益。

（三）從環(huán)保、節(jié)能角度分析

我國制定的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)就是生態(tài)、節(jié)能和環(huán)保，因此各行各業(yè)都要嚴(yán)格貫徹落實(shí)這一發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)。一般情況下，在國防機(jī)械工程的材料使用過程中，很多原材料都是不可再生能源，一旦出現(xiàn)消耗過度的情況，最終就會(huì)對整個(gè)機(jī)械工程制造行業(yè)帶來很大的安全發(fā)展隱患。因此，在材料的選過程中還要做好環(huán)保和節(jié)能，促使各項(xiàng)需求都能夠滿足實(shí)際要求。

二、機(jī)械工程材料的應(yīng)用領(lǐng)域

（一）鋼材料及其應(yīng)用

現(xiàn)階段工業(yè)仍舊是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱行業(yè)，而鋼鐵材料就是國防機(jī)械材料使用最多的一種。鋼鐵工業(yè)發(fā)展至今，不僅產(chǎn)品結(jié)構(gòu)在發(fā)生著變化，發(fā)展速度也在快速增長，產(chǎn)業(yè)集中度也得到了進(jìn)一步提升。其中最主要的應(yīng)用領(lǐng)域?yàn)椋弘娏ο到y(tǒng)、汽車工業(yè)、鐵路與橋梁、船舶與海上鉆井平臺(tái)、兵器工業(yè)、石油開采機(jī)械以及輸油管道、建筑行業(yè)等。

（二）鎂、鎂合金及其應(yīng)用

鎂材料具有優(yōu)良的物理性能和機(jī)械加工性能，還具有非常豐富的蘊(yùn)藏量，因此也被工業(yè)認(rèn)為最有發(fā)展的輕量化材料，更是二十一世紀(jì)的綠色金屬材料。其中汽車、摩托車等一些交通類產(chǎn)品都應(yīng)用了鎂合金，鎂材料也成為了實(shí)際應(yīng)用中最輕和便捷的金屬材料，在汽車的減重和性能改善中發(fā)揮著巨大的價(jià)值，因此也逐漸受到了更多人們的重視，現(xiàn)階段世界很多汽車公司已經(jīng)將鎂合金制造零件作為汽車行業(yè)發(fā)展的主要方向。此外，鎂合金在電子信息和儀器儀表行業(yè)是應(yīng)用發(fā)展最快的，在薄壁、微型、抗摔的基礎(chǔ)之上，還有電磁屏蔽、散熱和環(huán)保等優(yōu)勢，鎂合金就成為廠家的最佳選擇，鎂合金的外殼也可以促使產(chǎn)品更加豪華和美觀。近幾年來，電子信息行業(yè)應(yīng)用鎂合金的消耗量也在急劇增加，逐漸成為了拉動(dòng)全球鎂消耗的重要?jiǎng)恿π枨蟆?/p>

（三）鋁、鋁合金及其應(yīng)用

鋁質(zhì)材料的密度較小，導(dǎo)熱性能良好，便于成型，價(jià)格比較廉價(jià)，這些都是鋁合金的優(yōu)點(diǎn)，因此也被大量應(yīng)用在航空航天、交通運(yùn)輸以及建材等行業(yè)。比如在航空航天領(lǐng)域的應(yīng)用中，鋁合金就具有密度低、強(qiáng)度高、剛度比高、低溫性能良好、耐腐蝕性、超高強(qiáng)的塑成型性能等優(yōu)勢，也是應(yīng)用在航空航天行業(yè)中的最佳理想型結(jié)構(gòu)材料。在航天領(lǐng)域中，鋁合金已經(jīng)取代了很多具有常規(guī)剛強(qiáng)度的鋁含金，在發(fā)展中也具有非常大的優(yōu)勢，具有很好的發(fā)展前景。

三、國防機(jī)械工程材料的發(fā)展前景

（一）實(shí)用性機(jī)械材料的發(fā)展

在國防機(jī)械工程的制造過程中，首先就需要考慮材料的實(shí)用性。材料的應(yīng)用需要根據(jù)設(shè)計(jì)的工藝指標(biāo)來進(jìn)行鑄造、加工、熱處理等。然而這些工藝對材料的特征要求比較嚴(yán)格，不同的工藝就必須滿足不同的工藝要求特性，在保證生產(chǎn)需求的前提下，還要選擇合理的加工材料。

（二）低能耗國防機(jī)械材料的發(fā)展

我國的發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)是可持續(xù)發(fā)展，在各行各業(yè)的應(yīng)用中也必須遵循。在材料的選擇和應(yīng)用上就需要滿足能源消耗程度低、無污染等特性。在處理加工中，對于國防機(jī)械材料使用壽命最影響的就是熱處理工藝，還會(huì)對生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。因此就要盡量避免熱加工處理，盡可能的降低消耗和污染。

四、結(jié)語

綜上所述，科學(xué)技術(shù)在飛速發(fā)展，同時(shí)也推動(dòng)了我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的建設(shè)和發(fā)展。隨著我國工業(yè)機(jī)械化建設(shè)進(jìn)入了一個(gè)新的發(fā)展領(lǐng)域，也面臨著材料浪費(fèi)和環(huán)境污染等問題。只有在各行業(yè)發(fā)展的同時(shí)，解決材料浪費(fèi)和環(huán)境污染問題，才能促進(jìn)各行各業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。

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（作者單位：遼寧科技學(xué)院）